UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA

DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

TESINA PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICO PRESENTA: CRUZ SOSA JESÚS RAMÍREZ GUZMÁN LEONARDO

DIRECTOR DE TESINA: DR. JUAN RODRIGO LAGUNA CAMACHO

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INDICE Introducción…………………………………………………………………..1 CAPITULO 1 Justificación………………………………………………………………………………..4 Naturaleza ,sentido y alcance humano…………………………………………………5 Enunciación del tema……………………………………………………………………..6 Explicación de la estructura del trabajo…………………………………………………7

CAPITULO II. DESARROLLO DEL TEMA Planteamiento del tema de investigación …..………….……………………………..9

1.- CARACTERISTICAS DE LOS RODAMIENTOS 1.1 Antecedentes……………………………………………………………………….12 1.2 Definición de Rodamiento…………………………………………………………13 1.2 Rodamientos Metálicos…………………………………………………………….16 1.4 Rodamientos Plásticos…………………………………………………….……….33

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2.- TIPOS DE RODAMIENTOS 2.1 Cojinetes……………………………………………………………………………..40 2.1.1 Clasificación de los cojinetes..……………………………………………...42 2.1.1.1 Cojinetes radiales……..………………………………………………….44 2.1.1.2 Cojinetes axiales…………..……………………………………………..44 2.1.1.3 Cojinetes mixtos…………………………………………………….......44 2.2 Chumacera…………………………………………………………………………...46 2.3 baleros………………………………………………………………………………..47

3.- CASOS DE DESGASTE DE RODAMIENTO EN SERVICIO REAL 3.1 Concepto de desgaste………………………………………………………………58 3.2 Concepto de fricción………………………………………………………………...65 3.2.1 Definición del coeficiente de fricción…………………………….…………67 3.3 Análisis del desgaste causado en rodamientos metálicos……………..……….60 3.4 Revisión de artículos relacionados al desgaste en rodamientos………………73 Análisis critico de los diferentes enfoques …………………….……………………..77 CAPITULO 3. Conclusiones……………………………………………………………….……………79 Bibliografía……………………..…………………………………………………………81 Anexos…………………………….………………………………………………………84 Apéndices…………………………………………………………………………………83

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INTRODUCCION El fenómeno del desgaste, es un problema que afecta en gran medida a componentes mecánicos en la ingeniería. Antes de abordar el tema de desgaste generado en rodamientos, es conveniente comentar el concepto de Tribología como parte importante del estudio del desgaste entre superficies interactuantes.

La palabra Tribología se deriva del término griego tribos, cuyo significado es frotamiento o rozamiento y logos se refiere al estudio, se puede decir entonces que su significado etimológico es “la ciencia del frotamiento o rozamiento” Sin embargo, algunas fuentes, la definen como: “La ciencia y tecnología que estudia la interacción de las superficies en movimiento relativo”. La Tribología, es el arte de aplicar un análisis operacional a problemas relacionados con confiabilidad, mantenimiento, y desgaste del equipo técnico, abarcando desde la tecnología aeroespacial hasta aplicaciones domésticas. La correcta aplicación de esta ciencia, implica tener conocimiento de varias disciplinas incluyendo la Física, Química, Matemáticas aplicadas, Mecánica de los sólidos, Mecánica de fluidos, Termodinámica, Transferencia de calor, Ciencia de los materiales, Lubricación, Diseño de máquinas, Desempeño y Confiabilidad, entre las más importantes.

La Tribología se encuentra prácticamente en todos los aspectos de la maquinaria, motores y componentes de la industria en general. Los componentes tribológicos más comunes son: rodamientos, sellos, anillos de pistones, engranes, frenos, engranes y levas.

Este trabajo de investigación, es llevado a cabo con el fin de obtener un conocimiento más claro acerca del deterioro que se produce en los diversos tipos de rodamientos que se usan dentro de la industria. Adicionalmente, en esta DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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revisión bibliográfica se tomarán imágenes que

proporcionadas del servicio real, lo

permitirá identificar de una manera más clara, los diferentes tipos de

desgaste que se generan en los elementos mecánicos rodantes.

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CAPITULO 1

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JUSTIFICACION Este trabajo está relacionado con el desgaste causado en diferentes rodamientos. En la mayoría de las aplicaciones prácticas, las superficies se deslizan una con otra generando efectos de fricción y desgaste en los diferentes componentes mecánicos. En algunas aplicaciones de ingeniería y en investigaciones de laboratorio, las superficies se deslizan de forma lubricada y en muchos de los casos en aire, sin ningún lubricante. El resultado de esto, es entonces desgaste por deslizamiento bajo condiciones extremas. Debido a esto, es importante entender las razones por las cuales se presenta este proceso de desgaste.

El desgaste en rodamientos tiene un porcentaje muy alto del desgaste que se genera en la industria. Con aproximadamente el 80% del desgaste total de un año de trabajo. Debido a esto, es importante realizar una revisión bibliográfica que contribuya a conocer los diferentes tipos de rodamientos en la industria y los mecanismos de desgaste que se producen después de estar bajo condiciones de trabajo constantes. Es importante mencionar que este trabajo tiene incidencia directa con experiencias educativas como: Ciencia de los materiales, estructura y propiedades de los materiales, fundamentos de mecánica de materiales, mecánica de los materiales, diseño mecánico y física. Esto ayudará a mostrar a los alumnos evidencia del daño real que día a día es posible observar en un componente o pieza mecánica en la industria.

Razón de lo anterior se justifica la realización de esta revisión bibliográfica teniéndose como principal objetivo el desarrollo de un documento informativo para toda persona interesada en estos temas.

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NATURALEZA, SENTIDO Y ALCANCE DE TRABAJO En esta revisión bibliográfica, se describen lo diversos tipos de de elementos mecánicos rodantes que se usan dentro de uso en la industria, así, como el desgaste que se produce en dichos rodamientos. Esto, se realizara a través de fotografías reales, libros, manuales de mantenimiento, catálogos y algunos artículos que serán de gran utilidad para la realización de dicho trabajo.

El sentido de esta revisión bibliográfica, es el de tener un mejor conocimiento acerca del los diferentes tipos de elementos rodantes, así como el funcionamiento que ejercen y el desgaste que se produce en ellos, para eso se contara con el material adecuado para realizar dicho objetivo. El alcance de dicho trabajo se limita a una revisión bibliográfica, para que mas adelante

puedan llevar a cabo trabajos de investigación sobre desgaste de

rodamientos, con un análisis más detallado y avanzado.

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ENUNCIACION DEL TEMA

Con la finalidad de tener, una mejor perspectiva sobre el desgaste generado en los rodamientos, esto ha llevado, a realizar una revisión bibliográfica sobre el tipo de elementos mecánicos, fallas, montajes y algunas soluciones que puedan emplear dentro de la industria, ya que estos forman

parte

importante en el

funcionamiento de distintos equipos y maquinaria, siendo estos de gran utilidad para el ser humano, para el cumplimiento de sus actividades, además, se debe tener claro que la revisión que se realizará está enfocada en la optimización del empleo de los recursos así como el cuidado y aplicaciones que se les debe aplicar a dichos mecanismos.|

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EXPLICACION DE LA ESTRUCTURA DEL TRABAJO

Esta tesina está basada en una revisión y análisis bibliográfico acerca del desgaste generado en los rodamientos y consta de 3 capítulos.

En el primer capítulo, se aborda de manera general que es un rodamiento, sus antecedentes, cuales con sus características principales y que aplicaciones tienen en la industria así como sus ventajas y desventajas.

En el segundo capítulo, se abarca la clasificación de los rodamientos que existen tales como son los cojinetes, chumaceras y baleros. Se explicará a detalle cada uno de ellos para una mejor comprensión del tema.

Por último el tercer capítulo, se tratará de los diferentes tipos de desgaste que se presentan en los rodamientos en servicio real, además se mencionarán los principales conceptos como: fricción, coeficiente de fricción y desgaste.

También se realizará un análisis el cual

incluye imágenes reales sobre los

procesos de desgaste en estos componentes mecánicos en el servicio real.

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CAPITULO II

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MARCO CONTEXTUAL

El trabajo de investigación con formato de tesina se llevará a cabo en la Facultad de Ingeniería Mecánica Eléctrica de la Universidad Veracruzana en la región Poza Rica-Tuxpan.

Esto es, por que se cuenta con la bibliografía adecuada, capacidad y tiempo necesario para poder realizar la investigación pertinente para incrementar el conocimiento que se tiene acerca del desgaste observado en rodamientos. Es importante mencionar que bibliografía de otras instituciones como el Instituto Politécnico Nacional (IPN), la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), así como libros y artículos de revistas internacionales especializadas en el tema, serán consultadas para alcanzar un documento de alta calidad informativa. Además, los alumnos que estarán realizando este trabajo llevan a cabo al mismo tiempo su servicio donde han tenido ya experiencia con el desgaste que se produce en estos componentes mecánicos lo que dará la posibilidad de completar el documento con fotografías de elementos dañados en servicio real ampliando la calidad del trabajo. Su aporte será benéfico para la consecución de esta tesina. Cabe mencionar que para esta revisión bibliográfica se estará recibiendo el apoyo de la compañía, CONSTRUCTORA Y PERFORADORA LATINA, ya que de ahí se obtendrán las imágenes reales de el desgaste producido en los diferentes tipos de rodamientos de mas utilidad en las diversas maquinarias que se empelan para la perforación y cementación de pozos petroleros, además de documentos bibliográficos, manuales, catálogos, revistas, etc.

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PLANTEAMIENTO DEL TEMA

Al realizar esta revisión bibliográfica, se tiene como objetivo el de realizar una comparación de los diferentes elementos mecánicos rodantes que utilizan las industrias, así mismo conocer el uso que se les da en las diversas maquinarias que ocupan dichos elementos.

Para tener un mejor conocimiento acerca de este tema, se abordaran diversos métodos, para que lograr obtener una mejor perspectiva de cada uno de los rodamientos, así de esta forma poder reconocer e identificar cada uno de ellos.

Para que este tema se realice de una manera clara, se tomaran en cuenta diferentes fuentes de información

como son: libros, manuales, artículos

relacionados con el tema, catálogos, páginas de internet, revistas, etc. Esto con el fin de identificar plenamente los tipos de rodamientos, su uso, los cuidados y las fallas que se puedan presentar en dichos elementos.

Una vez obtenido esto, se realizara una revisión sobre el concepto de desgaste, así, como los diferentes tipos que se pueden presentar en los rodamientos, para ello se abordaran fuentes de información relacionadas con dicho tema como por ejemplo: tesinas, artículos, páginas de internet, libros, etc.

Por último, se tomaran muestras reales del desgaste generado en rodamientos, esto, atraves de fotografías reales en dichos mecanismos, para lo cual el servicio real será de una buena ayuda, esto para lograr conocer e identificar el deterioro que se produce en estos elementos mecánicos.

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1.- CARACTERISTICAS DE LOS RODAMIENTOS

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1.1 ANTECEDENTES ¿Quién inventó el rodamiento? La idea de reemplazar la fricción de deslizamiento por la de la rodadura viene de las civilizaciones más antiguas. Ciertos bajorelieves egipcios representan el transporte de enormes bloques de piedra, destinados a la construcción de monumentos, que la gente hacía deslizar sobre troncos de árboles que servían de rodillos.

Los restos de una plataforma giratoria que proviene de un barco del emperador Calígula, encontrado en el fondo del lago de Nemi en los años 1930, son los testigos de que los rodamientos rudimentarios se utilizaban desde la Antigüedad. Se puede considerar esta plataforma como uno de los primeros ejemplos de rodamiento de tope, es decir de un rodamiento dedicado a soportar cargas directas y en rotación sobre su eje.

Se incremento varias veces este mecanismo durante el siglo XVIII cuando se patentó, en Inglaterra, un eje para coches de caballos equipados con una corona de bolas en rotación en gargantas de sección semi-circular realizadas en el eje.

En el siglo XIX, se asiste al nacimiento de una multitud de aplicaciones y de perfeccionamientos de los rodamientos, gracias a los progresos realizados en la misma época en el sector de la metalurgia y de la técnica. [1]

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1.2 DEFINICIÓN DE RODAMIENTO El rodamiento es un elemento normalizado que consta de dos aros concéntricos de con caminos de rodadura, en la mayoría de los casos esféricos sobre los que se desplazan unos cuerpos rodantes, bolas o rodillos, cuya finalidad es permitir la movilidad de la parte giratoria respecto de la fija. En términos generales, todos los rodamientos de contacto rodante están formados por las partes constructivas que se muestran en la siguiente figura. Aún así, existen excepciones. Algunos tipos de rodamientos no poseen sellos laterales, o por el contrario los tienen solo en una cara, muchos otros no tienen la jaula o rejilla y están completamente llenos de elementos rodantes, ver figura 1 (a), (b). Algunos tipos de rodamientos no tienen anillo interior y ruedan directamente sobre la superficie del eje, [2].

Fig. 1(a), (b) Descripción de un rodamiento típico

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Existen diferentes tipos de rodamientos que se pueden distinguir de acuerdo a la geometría de los elementos rodantes en los siguientes grupos:  Rodamientos de bolas  Rodamientos de rodillos    

Cilíndricos Cónicos Esféricos De Agujas

 Rodamientos Radiales  Rodamientos Axiales 1.2.1 Ventajas de los rodamientos a) Rozamiento insignificante, sobre todo en el arranque. b) Gran capacidad de carga. c) Desgaste prácticamente nulo durante el funcionamiento. d) Facilidad de recambio, dado que son elementos normalizados. e) Precios discretos, dado que los lotes de fabricación son de cantidades importantes [3].

1.2.2 Partes de un rodamiento Los rodamientos, se fabrican para soportar cargas puramente radiales, cargas de empuje axial puro o una combinación de ambas cargas. La nomenclatura de un rodamiento tipo bolas se muestra en la figura 2:

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Fig. 2 Partes esenciales de un rodamiento. Dichas partes son: aro externo, aro interno, elementos rodantes y separador.

Aro externo. El anillo exterior está montado en el albergue de la máquina y en la mayoría de los casos no rueda. La parte de la trayectoria de los elementos rodantes se llama corredor

(raceway), y la sección de los anillos donde los

elementos giran, es llamada superficie de rodadura (raceway surface). En el caso de rodamientos de bola, como existen surcos o canales provistos para las bolas, estos son denominados surcos o canales de rodadura (raceway grooves). Los anillos se fabrican normalmente con aceros SAE 52100 endurecido de 60 a 67 Rockwell C. Aro interno. El anillo interno está montado en el árbol de la máquina y en la mayoría de los casos está en la parte rodante. El anillo interno esta normalmente comprometido con un eje, (figura 2).

Elementos rodantes. Estos elementos pueden ser tanto bolas como rodillos. Existen muchos tipos de rodamientos con variadas formas de rodillos como son:

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de bola, rodillo cilíndrico, rodillo cilíndrico largo, rodamiento de aguja, rodillo trapezoidal y rodillo convexo.

Se utilizan también materiales como el acero inoxidable, cerámicos, monel, plásticos y materiales especiales en caso de trabajo con corrosivos. Separador o jaula. Sirve para guiar los elementos de giro a lo largo de los anillos del rodamiento en una relativa posición correcta. Existen variadas clases de separadores que incluyen las prensadas (las más usadas), maquinadas (utilizadas para mayor resistencia o altas velocidades), moldeadas y en forma de clavija o chaveta. Debido a su menor resistencia a la fricción en comparación con los anillos y elementos rodantes, los rodamientos con separadores son más convenientes para trabajar bajo rotaciones de alta velocidad. Las jaulas se fabrican de bronce o plásticos sintéticos (que trabajan mejor a altas velocidades con un mínimo de fricción y ruido). En los rodamientos de costo relativamente bajo algunas veces se omite el separador, pero éste tiene una función importante de evitar el contacto de los elementos rodantes a fin de que no ocurra rozamiento entre ellos. Cubiertas. Todos estos rodamientos pueden obtenerse con cubiertas o protectores en uno o en ambos lados. Las cubiertas no proporcionan un cierre completo, pero sí ofrecen protección contra la entrada de polvo y suciedad. Una variedad de cojinetes se fabrica con sellos herméticos en uno o en ambos lados. Cuando los sellos están en ambos lados, los cojinetes se lubrican en la fábrica. Aunque se supone que un rodamiento sellado tiene lubricación por toda la vida, algunas veces se proporciona un medio para su re- lubricación.

1.3 RODAMIENTOS METÁLICOS. Los rodamientos se fabrican normalmente en una amplia variedad para dimensiones estándar de diámetro interior, exterior y ancho, y con tolerancias

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también estandarizadas. Por lo general los fabricantes se rigen a normas internacionales que permiten su intercambiabilidad (ANSI).

En esta revisión bibliográfica se presenta una selección de los diversos tipos de rodamientos estandarizados que se fabrican. La mayoría de los fabricantes de estos elementos mecánicos

proporcionan a sus distribuidores manuales de

ingeniería y folletos técnicos que contienen descripciones profundas de los diversos tipos disponibles.

El objetivo de esta revisión bibliográfica es mostrar los tipos de rodamientos más utilizados y comunes en el mercado. El ángulo de contacto, es el ángulo formado por la dirección de la carga aplicada a los anillos y los elementos rodantes, el plano perpendicular al centro del eje cuando el rodamiento está cargado. Por lo tanto los rodamientos se clasifican en 2 tipos de acuerdo con su ángulo de contacto:

 Rodamientos

Radiales (0 °

45°). Diseñados principalmente para cargas

radiales.

 Rodamientos

Axiales (45° < 90°). Diseñados principalmente para cargas

axiales [4].

1.3.1 Rodamiento de bolas. Con una sola y profunda ranura, este rodamiento soporta cargas radiales así como una carga axial o de empuje (ver figura 3). Las bolas se introducen en las ranuras desplazando el aro interior lateralmente a una posición excéntrica. Las bolas se separ4zan después de su introducción y luego se inserta el separador, [4].

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Fig.3 Ejemplos de rodamientos rígidos de bolas

Los rodamientos de ranura profunda inciso (figura 4) (a) y (b), de una sola hilera de bolas soportan carga radial y también cierta carga axial. Se construyen introduciendo las bolas entre los anillos y colocándoles a continuación,

el

separador que además de colocarlas distantes, impide que se salgan de sus pistas de rodadura. Cuando se emplea una ranura para llenado de bolas, el número de éstas que pueden introducirse entre los dos anillos es mayor. Con ello se consigue aumentar la capacidad de carga radial del rodamiento, sin embargo disminuye se capacidad de carga axial por el choque de las bolas contra los bordes de la ranura. Los rodamientos de contacto angular (figura 4) (c) se caracterizan porque la conformación de sus pistas permite un gran empuje angular además del radial. Hay un aspecto constructivo particularmente interesante y es el hecho de que en las caras de los rodamientos se pueden colocar cubiertas que ofrecen una buena protección contra el polvo y la suciedad. Se dice que son rodamientos sellados (figura 4) (d) y (e), cuando van sellados en ambas caras se lubrican en fábrica, y aunque se dice que están lubricados de por vida, a veces se instalan con un medio que permite su re lubricación. Los rodamientos con auto alineación externa (figura 1.4) (f) se utilizan cuando existe cierto grado de desalinea miento que los rodamientos de bolas no llegan a soportar. Los rodamientos con doble hilera de bolas (figura 4) (g) y (h) se utilizan cuando por razones de espacio no puede montarse juntos dos rodamientos de una sola hilera de bolas. Dentro de este tipo de rodamientos se construye un interesante modelo de rodamiento autoalineante que soporta importantes desalineaciones de montaje. Los rodamientos de bolas para empuje axial (figura 4) (i) y (j) exigen un DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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montaje adecuado y soluciona montajes en los que se presentan primordialmente empujes axiales. Se construyen de muchos tipos y tamaños habiendo modelos incluso autoalineantes.

Fig. 4 Tipos más usuales de rodamientos de bolas.

1.3.1.1 Radial de una hilera A este rodamiento, se le menciona muchas veces como rodamiento de ranura profunda, (conrad o deep groove bearing). Se encuentra con muchas variaciones: protecciones o sellos sencillos o dobles. Se emplea normalmente para cargas radiales y de empuje (como máximo dos tercios de la radial). Es esencial un alineación cuidadosa, es decir que el máximo desalineamiento sea de 0.5°. Este rodamiento puede soportar una carga de empuje axial relativamente alta. Los

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cojinetes de bolas de una fila soportan un pequeño desalineamiento del eje, (figura 5).

Fig. 5 Rodamiento radial de una hilera

1.3.1.2 De doble hilera Este rodamiento está diseñado para admitir cargas radiales fuertes y de empuje ligeras, sin aumentar el diámetro exterior del mismo (ver figura 6).Es, aproximadamente, de 60 a 80% más ancho que un rodamiento comparable de una hilera. A causa de la ranura de llenado, las cargas de empuje deben ser ligeras. Los cojinetes de bolas de doble fila se fabrican en una amplia variedad de tipos y tamaños para soportar cargas radiales y axiales más intensas. Algunas veces dos cojinetes de una fila se utilizan conjuntamente por la misma razón, aunque un cojinete de doble fila generalmente requerirá menor número de piezas y ocupará menos espacio.



Figura 6 Rodamiento radial de doble hilera

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1.3.1.3 De doble hilera de autoalineamiento interno Este rodamiento puede usarse para cargas preponderantemente radiales en donde se requiere autoalineamiento de 0.003 a 0.005 pulgadas (0.08mm a 0.13mm) No se debe abusar de la característica del autoalineamiento, pues el desalineamiento o carga de empuje excesivos causan pronta falla como desgaste en la pista. 1.3.1.4 Rodamiento de contacto angular Así llamados por que la línea que atraviesan las superficies que soportan la carga, forman un ángulo con el plano de la cara del rodamiento, están destinados a resistir pesadas cargas axiales. Son utilizados frecuentemente en pares opuestos axialmente unos a otros, y son adecuados para la carga previa (ver figura7).

Fig. 7. Rodamiento de bolas de contacto angular

1.3.1.5 De máxima capacidad Tiene la misma forma que un rodamiento de hilera, a excepción de la presencia de una ranura o canal de llenado que admite más bolas y en consecuencia soportará cargas radiales más fuertes. Como su capacidad de empuje axial es pequeña, estos rodamientos se utilizan cuando la carga es principalmente radial (ver figura 8).

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Fig. 8. Rodamiento de máxima capacidad

1.3.1.6 De tipo partido Este tipo de rodamiento puede ser tanto de bolas como de rodillos. Tiene partido el anillo interior, el exterior y la jaula. Se ensamblan con tornillos, lo que le da facilidad de instalación o al quitar un rodamiento.

1.3.2 Rodamientos de rodillos. 1.3.2.1 De rodillos cilíndricos Los rodamientos de rodillos cilíndricos soportan una carga radial mayor que los de bolas del mismo tamaño debido a su mayor área de contacto (figura 9). Sin embargo, tienen la desventaja de requerir casi una perfecta configuración geométrica de pistas y rodillos. Un ligero desalineamiento originará que los rodillos se desvíen y se salgan de alineación. Por esta razón, el retén debe ser grueso y resistente. Desde luego, los rodillos cilíndricos no soportarán cargas de empuje. En este tipo de rodamientos la relación aproximada del la longitud - diámetro debe variar entre 1:1 y 1:3. Son los que permiten más velocidad rotacional de todos los rodamientos de rodillos.

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Fig. 9 Tipos de rodamientos de rodillos

1.3.2.2 De rodillos esféricos Estos rodamientos son excelentes para cargas radiales fuertes y empuje moderado. Su característica de autoalineamiento interno es útil en muchas aplicaciones, pero no se debe abusar de ello. Los elementos esféricos tienen la ventaja de ampliar su área de contacto a medida que la carga aumenta (ver figura 10)

Fig. 10. Rodamientos de rodillos esféricos

1.3.2.3 De aguja

Estos rodamientos tienen rodillos cuya longitud es, por lo menos, cuatro veces su diámetro (ver figura 11). Son de más utilidad en donde el espacio es un factor. Hay con anillo interior o sin él. Si se usa el árbol como el anillo interior, se debe endurecer y rectificar. El tipo de complemento pleno se usa para cargas altas, DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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oscilantes o para bajas velocidades. El tipo de jaula se debe emplear para movimientos rotacionales; no puede soportar cargas de empuje. Tiene una capacidad de carga radial alta respecto a su altura particular, pero limitado respecto a cargas axiales.

Fig.11. Rodamiento de agujas

1.3.2.4 De rodillos cónicos Debido a la disposición oblicua de los caminos de rodadura con respecto al eje del rodamiento, son especialmente adecuados para soportar importantes cargas axiales y radiales combinadas (figura 12). Estos rodamientos son desmontables pudiendo separar el aro exterior del conjunto interior.

Las generatrices de las superficies de rodadura de las pistas y el eje del rodillo convergen en un punto común sobre el eje de rotación del rodamiento. Esto permite asegurar un movimiento de rodadura sin deslizamientos de los rodillos sobre las pistas. Puede variar la relación entre la capacidad de carga axial y radial del rodamiento en función del ángulo entre las superficies de rodadura y el eje de rotación del rodamiento. Tiene menor coeficiente de fricción y mayores velocidades de trabajo que otros rodamientos de rodillo.

Fig. 12. Rodamiento de rodillos cónicos

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1.3.3 Rodamientos de empuje 1.3.3.1 Rodamiento de empuje de bolas Estos rodamientos se fabrican con protecciones de tipo abierto y usados para bajas velocidades. Se utilizan en combinación con otros rodamientos que podrían soportar la carga radial, (Ver figura 13).

Fig.13 Rodamientos típicos de empuje de bolas

1.3.3.2 Rodamiento de empuje de rodillos rectos Estos rodamientos constan de rodillos cortos para minimizar el deslizamiento y se les pude aplicar cargas y velocidades moderadas.

1.3.3.3 Rodamiento de empuje de rodillos cónicos No existe el deslizamiento característico de los rodillos rectos pero causa una mayor carga de empuje entre los rodillos y la brida de los anillos del rodamiento, lo que no les permite trabajar en velocidades altas.

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1.3.4 Rodamientos Axiales En el tipo de rodamiento axial de rodadura, los elementos rodantes son bolas, rodillos cilíndricos cortos, rodillos cónicos o rodillos esféricos que ruedan en caminos esféricos. Estos rodamientos pueden estar soportados rígidamente, o bien uno de los aros puede estar soportado en un asiento esférico para que sea de autoalineación. (Figura 1.14)

Fig. 14 Tipos de rodamientos axiales

1.3.5 VIDA ÚTIL DE LOS RODAMIENTOS (MANUAL DE LA TECNICA DEL AUTOMOVIL) Mediante experimentos se ha comprobado que dos rodamientos idénticos, probados bajo cargas radiales distintas F1 y F2, presentan duraciones medidas en revoluciones L1 y L2 que siguen la relación: 𝐿₁ 𝐿₂

= [(𝐹₁)/(𝐹₂)]ᵃ

Donde el exponente a vale 3 para los rodamientos de bolas y 10/3 para los rodamientos de

rodillos. Para continuar con el análisis de la vida útil de un

rodamiento, es necesario definir el parámetro “Capacidad básica de Carga (C)”

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como la carga radial constante que puede soportar un grupo de rodamientos idénticos hasta una duración nominal de un millón de revoluciones del anillo interior, suponiendo una carga estacionaria y el anillo exterior fijo. En virtud de la definición de este parámetro, la expresión anterior se puede escribir como la siguiente, con la cual se puede obtener la duración para una carga cualquiera:

𝐿₁ = [𝑐)/(𝐹₂)]ᵃ 10ᵃ

Es usual que el fabricante proporcione la capacidad de carga para una vida útil a una velocidad especificada, [5]. Así por ejemplo, la compañía Timken diseña los rodamientos que fabrica para una vida útil de 3000 horas a una velocidad de 500 RPM (revoluciones por minuto). La vida correspondiente en revoluciones se calcula como: 𝐿2 = 3000ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∗ 500

𝑟𝑒𝑣 𝑚𝑖𝑛 ∗ 60 = 90. 106 𝑚𝑖𝑛 ℎ𝑜𝑟𝑎

Con este valor y con la capacidad de carga por catálogo, se puede hallar la duración para una carga cualquiera. Ahora bien si se denomina: 

F R: Capacidad radial nominal de catálogo timken (kN)



L R: Duración nominal de catálogo (horas)



n R: Velocidad nominal de catálogo (RPM)



F D: Carga de diseño radial (kN)

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

L D: Duración de diseño (horas)



n D: Velocidad de diseño (RPM)

Entonces para seleccionar un rodamiento del catálogo timken, tal que cumpla con las condiciones de diseño, se deberá hallar un rodamiento cuya capacidad de carga (en el catálogo) sea de:

𝐿𝑔.60 𝐿𝐷.𝑁𝐷

𝐿𝐷.𝑛𝐷

= [(𝐹𝐺)/(𝐹𝐷)]ᵃ→𝐹𝑔 = 𝐹𝐷√

𝐿𝑔.𝑛𝐺

1.3.6 ESFUERZOS DURANTE LA RODADURA Debido a que la superficie de las bolas en contacto con las pistas es muy pequeña, reducidas cargas en los rodamientos ocasionan esfuerzos o tensiones muy elevadas. Pero gracias a la curvatura de los caminos de rodadura de las bolas la superficie de contacto real es mayor que la que en un principio podría preverse. A pesar de ello debido a la reiteración de cargas y descargas se producen fallos por fatiga. Es curioso observar que cuando las velocidades de giro son elevadas comienzan a tener importancia las fuerzas centrífugas.

Cuando el rodamiento está en reposo una carga elevada puede producir una deformación permanente. Se puede considerar la deformación como huellas, cuyo acto de formación se llama brinelación, de las cuales es importante saber su cuantificación antes de que el rodamiento quede inservible [6]. Una deformación del orden de 0.25 µ se puede detectar visualmente, pero el efecto de una brinelación no es molesto hasta que la deformación es del orden de 2.5 µ.

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La firma S.K.F. (svensa kullager fabriquen) recomienda que las deformaciones permanentes sean menores que veces el diametro de las bolas. La capacidad de carga estática radial de un rodamiento se calcula por la fórmula de Stribeck:

𝑐₀ = 𝑐₅ ∙ 𝑧 ∙ 𝑑 2 C₀= capacidad de la carga estatica C₅= coeficiente característico del rodamiento Z= numero de bolas D= diametro de bolas en cm.

(En rodamientos de una sola hilera de bolas el coeficiente del rodamiento es C= 352). Generalmente los catálogos ofrecen los valores de .

Como un rodamiento falla por fatiga debida a la rodadura, la capacidad de carga dinámica es diferente de la capacidad de carga estática. La capacidad de carga dinámica se calcula mediante la fórmula de Palmgren anteriormente expuesta [7]. 1.3.6.1 Cuidados de los rodamientos de acuerdo a NTN Los rodamientos están recubiertos con un aceite anti-oxidante y son empacados cuidadosamente antes de ser despachados de fábrica. Por favor recuerde las siguientes recomendaciones cuando almacene los rodamientos: 1. Bajo condiciones ideales, los rodamientos deben ser almacenados en un lugar con

baja humedad (por ejemplo, menos de 60% de humedad

relativa). 2. Los rodamientos nunca deben ser almacenados en el piso, sino en anaqueles o paletas localizadas al menos 20 cm por encima del piso.

3. Las cajas de rodamientos no deben ser colocadas en pilas muy altas, ya que por su peso los anillos del rodamiento pueden ser dañados. 4. No almacenar junto con materiales corrosivos ni en contenedores de madera. DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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1.3.6.2 Principales tipos de fallas en los rodamientos y su prevención según NTN Los rodamientos modernos tienen una larga vida de servicio, así mismo los rodamientos de bolas, de rodillos y de agujas no se desgastan a menos que se introduzca en ellos materiales abrasivos extraños o suciedad. Los rodamientos que son propiamente seleccionados, correctamente lubricados y protegidos del abuso, generalmente durarán más que las máquinas en las cuales están instalados, (ver anexo 3, tabla 3). 1.3.6.3 Sistema de Nomenclatura según SKF El número y código de identificación de rodamientos indica su diseño, dimensiones, precisión, construcción interna, entre otros conceptos. Este número se deriva a su vez de una serie de números y códigos de letras, y es compuesto de tres grupos principales de códigos; por ejemplo, dos códigos suplementarios y un código numérico básico.

El número básico indica información general, tales como el diseño del rodamiento y dimensiones principales, y está compuesto por el código de serie del rodamiento, el número de diámetro interior, por el código del ángulo de contacto. 1.3.6.4 Estándares internacionales según ISO (organización internacional para la estandarización) Para facilitar la intercambiabilidad internacional y permitir la producción económica de

rodamientos,

los

principios

básicos

de

dimensiones

han

sido

internacionalmente normalizados por la ISO (organización internacional para la estandarización). De donde tenemos ISO - 15 (rodamientos radiales, excluyendo los rodamientos de rodillos cónicos), ISO - 355 (rodamientos de rodillos cónicos), e ISO - 104, (rodamientos axiales). En Japón JIS (Estándares Industriales Japoneses), regula los principios básicos DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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de dimensiones de los rodamientos (JIS B1512), de conformidad con los estándares de las normas ISO. Los principios de dimensiones que han sido normalizados, por ejemplo: el diámetro exterior e interior, ancho ó altura y, las dimensiones. Sin embargo, como regla general, las dimensiones de la construcción interna de los rodamientos no son cubiertos por estas normas.

Los 90 diferentes diámetros internos normalizados bajo el sistema métrico, van desde 0.6 mm hasta 2,500 mm. Se ha establecido para todos los tipos de rodamientos estandarizados, una serie combinada denominada serie dimensional. Para todos los rodamientos radiales (excepto los rodamientos de rodillos cónicos), hay ocho diámetros exteriores comunes para cada diámetro interno estandarizado. Esta serie se denomina serie de diámetro y se expresa por la secuencia numérica (7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 4) en orden ascendente de magnitud (7 siendo menor y 4 el mayor). Los rodamientos en general se fabrican en dimensiones métricas y sus cotas más comunes son: diámetro interior, diámetro exterior, ancho y radios. La ISO se encarga de establecer las normas de fabricación para facilitar la estandarización

de

los

rodamientos,

de

tal

forma

que

pueda

haber

intercambiabilidad.

1.3.7 TUERCA DE FIJACIÓN Y ARANDELA DE SEGURIDAD Es uno de los procedimientos más utilizados para la fijación axial de rodamientos. Se

utiliza

una

tuerca,

ranurada

según

DIN

1.804(instituto

alemán

de

normalización), y una arandela de retención con lengüeta interior. En DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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determinados casos será conveniente utilizar contratuerca como elemento de seguridad.

Fig.15 Ejemplo de una tuerca de fijación

1.3.8 MANGUITOS CÓNICOS ELÁSTICOS Se utilizan para fijar rodamientos con agujero cónico en árboles cilíndricos. Disponen de una ranura longitudinal para facilitar su acoplamiento elástico. Estos manguitos pueden ser de dos tipos:

1.3.9 MANGUITO ELÁSTICO DE COMPRESIÓN El aro interior del rodamiento debe montarse contra un tope, que puede ser un resalte del árbol o un anillo separador. El manguito se fija axialmente por medio de una tuerca ranurada y una arandela de seguridad con lengüeta interior, (ver figura 16, a).

1.3.10 MANGUITO ELÁSTICO DE TRACCIÓN Permite la fijación de un rodamiento cuando el árbol carece de resaltes. Para inmovilizar el rodamiento con relación al manguito, se utiliza una tuerca ranurada y una arandela de seguridad con lengüeta interior, (ver figura 16, b)

La figura 16 a y b, como se muestran a continuación representan los tipos de manguitos mencionados los cuales son del tipo compresión (a) y tracción (b).

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(a)

(b) Figura 16 (a), (b) tipos de manguitos

1.4 RODAMIENTOS PLASTICOS 1.4.1 Rodamientos de bolas poliméricos Estos rodamientos son resistentes a la corrosión y a muchos agentes químicos. Son ligeros y funcionan de forma silenciosa. Los rodamientos de bolas poliméricos no requieren lubricación, [9]. Constan de  aros de polímero  bolas hechas de acero inoxidable, vidrio, polímero u otros materiales  una jaula de polímero Los rodamientos de bolas poliméricos se pueden fabricar en diversos materiales y combinaciones de materiales. Los materiales seleccionados dependen de la aplicación. Los polímeros cuentan con unas propiedades muy distintas a las del acero. Una de sus propiedades más características es su resistencia a la corrosión y a las sustancias químicas (Figura 17).

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Fig.17. Rodamientos plásticos

Los polímeros utilizados para fabricar los rodamientos tienen un bajo coeficiente de fricción y son muy resistentes al desgaste y a la fatiga. Estos rodamientos autolubricados pueden funcionar en seco y no precisan lubricante. Sin embargo, la carga y la velocidad máxima que puede soportar un rodamiento polimérico son muy inferiores a las de los rodamientos convencionales totalmente de acero. La elevada resistencia específica (relación resistencia-peso) es una propiedad valiosa de los rodamientos de polímero, especialmente en aplicaciones donde el peso es un factor importante para el diseño. Se consigue una alta estabilidad dimensional durante la vida útil del rodamiento gracias a la baja tendencia al deslizamiento de los polímeros utilizados.

1.4.1.1 Características y ventajas – Resistentes a la corrosión – Resistentes a las sustancias químicas – Autolubricantes (no precisan lubricante) – Peso ligero (80 % menos que el acero) – Algunos pueden utilizarse a altas temperaturas

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– Bajo coeficiente de fricción – Funcionamiento silencioso – Buenas propiedades amortiguadoras – Aislante eléctrico – Funciones integradas para rodamientos especiales – Costes del ciclo de vida bajos

1.4.1.2 Aplicaciones de acuerdo al manual de mantenimiento y recambio de rodamientos(SKF) Los rodamientos de bolas poliméricos se suelen utilizar en aplicaciones donde es esencial una resistencia a la humedad o a las sustancias químicas. En estas aplicaciones no se puede utilizar el acero (o sólo con ciertas limitaciones), por lo que los rodamientos de bolas poliméricos representan la mejor solución desde el punto de vista técnico y económico.

Los rodamientos de bolas poliméricos pueden funcionar sin lubricante. Por tanto, se pueden instalar también en aplicaciones donde no se pueden utilizar lubricantes, por ejemplo, por motivos higiénicos.

Los posibles ámbitos de utilización son tan variados como las propiedades y ventajas de los rodamientos de bolas poliméricos. A continuación, se presenta una lista parcial de las industrias y aplicaciones donde ya se utilizan los rodamientos de bolas poliméricos en la actualidad:

– Alimentación y bebidas – Médica – Calefacción y aire acondicionado – Química y galvanoplastia

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– Cinematográfica, fotográfica y farmacéutica – Textil – Electrotecnología – Productos de consumo – Equipos de oficina – Construcción ligera y de modelos – Equipos de medición – Manipulación y transporte de materiales – Aplicaciones de vacío

1.4.1.3 Otros rodamientos de bolas poliméricos y unidades A petición, se pueden suministrar otros productos poliméricos: – Rodamientos de una hilera de bolas con dimensiones en pulgadas – Rodamientos de una hilera completamente llenos de bolas (sin jaula) – Rodamientos de una hilera de bolas obturados – Rodamientos de dos hileras de bolas – Roldanas – Rodamientos Y, unidades de rodamientos Y – Rodamientos de tamaño especial – Rodamientos fabricados de otros materiales – Unidades de rodamientos con funciones integradas Se pueden fabricar rodamientos de bolas poliméricos especiales para aplicaciones específicas de forma económica, incluso en cantidades pequeñas. También es posible integrar un alto nivel de funciones, tales como la transmisión. Esto permite reducir el número de componentes y los costos de montaje. Además, ofrece a los diseñadores opciones más eficientes y adecuadas para la aplicación.

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1.4.1.4 Resistencia a los agentes químicos La mayoría de los polímeros ofrece buena resistencia química. Dependiendo del medio, puede ser necesario el uso de otros polímeros fuera de la gama estándar. El polipropileno (PP) resiste los ácidos, alcalinos, sales y soluciones salinas, alcoholes, aceites, grasas, cera y muchos disolventes. La exposición a compuestos aromáticos e hidrocarburos halogenados produce una dilatación. El PP no resiste los medios oxidantes fuertes (p.ej. el ácido nítrico, cromados o halógenos). El polioximetileno (POM) resiste los ácidos débiles, disolventes orgánicos y alcalinos débiles y fuertes, así como gasolina, benceno, aceites y alcoholes. La poliamida 6,6 (PA66) resiste casi todos los disolventes orgánicos habituales y algunos ácidos y alcalinos débiles [9]. 1.4.2 Capacidad de carga 1.4.2.1 Capacidad de carga estática La capacidad de carga estática, es el límite superior de carga que admite un rodamiento parado sin sufrir daños en los elementos rodantes ni en los caminos de rodadura. 1.4.2.2 Capacidad de carga dinámica Según el estado actual de la tecnología no es posible realizar un cálculo analítico de la vida útil. La capacidad de carga dinámica es un indicador de la carga operativa bajo la cual el rodamiento cumple su función en la mayoría de las aplicaciones. 1.4.2.3 Capacidad de carga dinámica según la velocidad y la temperatura de funcionamiento La capacidad de carga dinámica depende de las condiciones de uso.

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1.4.2.4 Tolerancias En general, las tolerancias de los rodamientos de bolas poliméricos son superiores a las de los rodamientos totalmente de acero de tamaño comparable. Si se aplican correctamente y se utilizan en la aplicación apropiada, esa tolerancia superior no perjudicará la vida útil del rodamiento 1.4.2.5 Materiales En la gama estándar de rodamientos poliméricos se utilizan aros de poliacetal (POM) y polipropileno (PP). Las jaulas están hechas de poliamida 6.6 (PA66) o PP. Las bolas están hechas de vidrio o acero inoxidable 1.4401 según la norma AISI 316. Las bolas de la gama estándar de rodamientos axiales están hechas del mismo material que los aros y se colocan alternativamente con bolas de acero inoxidable o vidrio según la norma AISI 316.

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2.- TIPOS DE RODAMIENTOS

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2.1 COJINETES Historia Uno de los primeros ejemplos fue un cojinete de bolas hecho de madera que sostenía una mesa giratoria se rescató de los restos de un barco romano en el lago Nemi, Italia. El naufragio data del año 40 AC, también Se dice que Leonardo da Vinci describió un tipo de cojinete de bolas alrededor del año 1500. Uno de los problemas de los cojinetes de bolas es que éstas pueden frotar entre sí, lo que provoca fricción adicional, pero ello se puede evitar encapsulando las bolas. El cojinete de bolas capturadas o encapsuladas fue descrito originalmente por Galileo en el siglo XVII.

Innovación Henry Timken, un visionario e innovador del siglo XIX en la manufactura de carruajes, patentó el cojinete cónico de rodillos en 1898. Él detectó una oportunidad comercial basada en la solución de un problema técnico clave y muy antiguo: la fricción, la fuerza que impide el movimiento de los objetos en contacto entre sí. Timken manifestó que "la persona que pudiera diseñar algo que pudiera reducir considerablemente la fricción, lograría un valiosísimo aporte para el mundo". Al año siguiente, fundó la Timken Company para producir esta innovación.

Diseño y mejoramiento del producto En la época en que Henry comenzó su labor de innovación, el cojinete dominante era el modelo sencillo, o de "fricción," el cual había prevalecido con muy pocas variaciones desde tiempos ancestrales. Se trataba fundamentalmente de un revestimiento metálico en el orificio alrededor de un eje giratorio, en el cual la principal labor de reducción de la fricción dependía de la lubricación. [4]

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Henry comenzó a experimentar con cojinetes de bolas pero fallaban rápidamente debido al desgaste. Concluyó que los cojinetes de "rodillos" eran una mejor alternativa para los vehículos, tales como los automóviles, ya que el peso de la carga (muy superior al de una bicicleta) se podría soportar a lo largo de toda la extensión de los rodillos, en contraposición al punto único de contacto en cada esfera en los cojinetes de bolas. Henry intentó con los rodillos rectos pero terminó prefiriendo los cónicos, pues permitían soportar fuerzas desde todas direcciones. Desde 1989, Timken Company ha producido más de seis mil millones de cojinetes, y ahora los fabrica de muy variados tipos [10]. CONCEPTO DE COJINETE Son puntos de apoyo de ejes y árboles para sostener su peso, guiarlos en su rotación y evitar deslizamientos. (Ver figura 18).

Fig. 18. Ejemplo general de un cojinete

Los cojinetes van algunas veces colocados directamente en el bastidor de la pieza o máquina, pero con frecuencia van montados en soportes convenientemente dispuestos para facilitar su montaje.

Dependiendo del montaje del árbol/eje con los cojinetes, el material del que estén hechos los cojinetes influye o no a la hora de su colocación, y posterior

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funcionamiento de toda la transmisión. Si se consigue mantener continuamente separados el árbol y el cojinete por medio de una capa de lubricante evitando todo contacto solido entre superficies de deslizamiento, entonces el material del que están formados no influye en nada sobre dicha calidad. Sin embargo, el rozamiento fluido depende de unas condiciones de velocidad, carga y temperatura. De esta manera, para las velocidades bajas (arranque y parada), los cojinetes giran en sentido de rozamiento mixto cuando no se seca, haciendo inevitable el contacto directo entre las superficies de fricción [11]

Por lo anteriormente mencionado, se han de tener en cuenta unas cualidades importantes que ayuden a la construcción de los cojinetes: 

El material debe tener un coeficiente friccion reducido.



El material tiene que ser un buen transmisor del calor para que no se produzca una acumulación excesiva de calor, dañando o perjudicando el ajuste creado.



El material debe tener una cierta dureza que ayude a soportar, sin que se deforme el cojinete, la carga que puede actuar sobre él.

2.1.1 CLASIFICACIÓN DE LOS COJINETES TIMKEN

SEGÚN

Los cojinetes se clasifican por la dirección del esfuerzo que soportan:

2.1.1.1 COJINETES RADIALES Cojinetes para cargas radiales. Pueden soportar preferentemente cargas dirigidas en la dirección perpendicular al eje de rotación. (Como se observa en la figura 19)

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Fig. 19. Ejemplo de un cojinete de carga radial

2.1.1.2 COJINETES AXIALES Cojinetes para cargas axiales. Pueden soportar cargas que actúen únicamente en la dirección del eje de rotación. A su vez pueden ser: 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. (Ver figura 20)

Fig. 20. Ejemplo de un cojinete de carga axial

2.1.1.3 COJINETES MIXTOS Cojinetes para cargas mixtas. Pueden soportar esfuerzos radiales, axiales o ambos combinados, (Ver figura 21).

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Fig. 22. Ejemplo de un cojinete de cargas mixtas

2.1.1.3.1 Cojinetes de fricción Tienen la ventaja de su marcha tranquila y silenciosa y que pueden construirse partidos en dos, haciendo posible un montaje y desmontaje radial. Tienen el inconveniente de que no son indicados en los casos en que se deseen elevado número de revoluciones, a no ser que la carga que gravita sobre ellos sea mínima.

2.1.1.3.2 Clases de cojinetes de fricción. El tipo, más sencillo es cuando el árbol se introduce directamente en un taladro ajustado. Cuando se prevé la existencia de desgaste se introduce un casquillo. Estos tipos solo se utilizan para pequeñas cargas y trabajos de poca responsabilidad. Los más corrientes en la transmisión son:

2.1.1.3.2 Cilíndricos fijos Se compone de una sola pieza de revolución, denominada casquillo. Se emplea cuando el cojinete no está sometido a grandes desgastes. El problema viene a raíz de que no admite corrección en el diámetro interior una vez sufre los efectos del desgaste y no se puede emplear para gorrones intermedios por la imposibilidad de montaje. Estos cojinetes se montan a presión en su correspondiente montaje, (ver figura 23).

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Fig. 23. Cojinetes de cilindros fijos

2.1.1.3.3 Cilíndricos ajustables o partidos El cojinete está constituido por dos mitades cuya superficie común de contacto coincide con un plano diametral para facilitar el montaje aún en el caso de gorrones intermedios. Permite el montaje de ejes y árboles con el resto de órganos montados sobre ellos debido a su aplicación de las dos mitades, (ver figura 24).

Fig. 24. Ejemplo de un cojinete de cilindros ajustables o partidos

2.1.1.3.4 Cónicos ajustables Se emplea en aquellos montajes que tengan que garantizar un juego entre el árbol y el cojinete. El cojinete exteriormente es cónico y a medida que se introduce en el agujero cónico de su soporte irá reduciendo el diámetro interior gracias al Ranurado longitudinal que lleva. Tiene la ventaja de que se pueden corregir holguras producidas por el desgaste, (ver figura 25).

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Fig. 25. Ejemplo de un cojinete cónico ajustable

2.2 CHUMACERAS SEGÚN SKF La chumacera es una combinación de un rodamiento radial de bolas, sello, y un alojamiento de hierro fundido de alto grado ó de acero prensado, suministrado de varias formas, (ver figura 26). La superficie exterior del rodamiento y la superficie interior del alojamiento son esféricas, para que la unidad sea auto-alineable. La construcción interior del rodamiento utiliza bolas de acero y los retenedores, Se provee en ambos lados del rodamiento de un sello doble que consiste de una combinación de un sello de caucho sintético impermeable al aceite y un deflector.

El alojamiento puede ser apernado a la estructura de la maquinaria y el anillo interior, puede ser montado sobre los ejes fácilmente por medio de tornillos de fijación. Esto significa que la chumacera puede soportar equipos rotativos sin poseer un diseño especial para permitir su montaje. Una variedad de alojamientos estandarizados de diferentes formas se encuentra disponible, incluyendo los de tipo pie o puente y los de tipo brida. El diámetro exterior del rodamiento es esférico, tal como lo es el diámetro interior del alojamiento, permitiéndose la posibilidad de un autoalineamiento con el eje. Para la lubricación, la grasa está

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contenida y sellada dentro del rodamiento y la intromisión de partículas contaminantes se evita por medio de un doble sello [12].

.

Fig. 26 Ejemplo general de una chumacera

2.3 BALEROS SEGÚN TIMMKEN Los baleros son elementos de precisión que necesitan de un especial manejo.

Los baleros surgen de la necesidad de que las partes en movimientos giren más rápido y a menor fricción. La mayoría de los baleros consisten de anillos (un anillo interior y un anillo exterior), elementos rodantes (bolas o rodillos), y un separador de elementos rodantes, comúnmente llamado jaula.

La jaula separa los elementos rodantes a intervalos iguales, los mantienen en su lugar entre la pista interna y la externa, y les permite rodar libremente. Los elementos rodantes son provistos en dos formas generalmente bolas o

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rodillos. Los rodillos se suministran en cuatro estilos básicos: cilíndricos, de agujas, cónicos y esféricos.

El contacto geométrico de las bolas con la superficie de las pistas de rodadura de los anillos internos y externos es un punto; mientras que el contacto de los rodillos es una línea.

Teóricamente, los rodamientos de bolas y de rodillos se construyen para permitir que los elementos rodantes giren orbitalmente, al mismo tiempo lo hacen sobre sus propios ejes.

Mientras que los elementos rodantes y los anillos soportan cualquier carga aplicada al rodamiento (en los puntos de contacto entre los elementos rodantes y las superficies de las pistas), la jaula, no soporta carga alguna en forma directa. Su objetivo básico es para mantener os elementos rodantes a distancias iguales entre si y, para lograr una buena distribución de las cargas sobre el rodamiento.

2.3.1 Clasificación Los baleros se clasifican en dos categorías principales: rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos. Los rodamientos de bolas se clasifican de acuerdo a la configuración de sus anillos: baleros rígidos, de contacto angular y de carga axial. En contraste, los rodamientos de rodillos se clasifican en función de la forma de los rodillos: cilíndricos, de agujas, cónicos y oscilantes ó esféricos.

Los baleros pueden clasificarse adicionalmente de acuerdo a la dirección en la que se aplica la carga: baleros, baleros para carga axial, para carga radial y para carga combinada radial – axial (mixta). Otros aspectos de clasificación incluyen:

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1. El número de hileras de elementos rodantes (una, dos ó 4 hileras) 2. No separables ó separables, en el cual, el anillo interior ó el anillo exterior pueden ser separados o desmontados 3. Baleros de empuje, los cuales pueden tomar cargas axiales en un sentido y, baleros de empuje de doble sentido, los cuales pueden tomar carga axial en ambos sentidos de una misma dirección.

También existen baleros diseñados para aplicaciones especiales, tales como: Una unidad de rodamiento de rodillo cónico para vagones de ferrocarril (rodamientos RCT), baleros tipo plato giratorio (tornamesa), así como baleros de movimiento rectilíneo (baleros lineales de bola, rotulas),etc.

2.3.2 Características Los rodamientos de bolas y de rodillos presentan diferentes formas y variantes, cada una con sus rasgos distintivos. Sin embargo, cuando se comparan con soportes planos (cojinetes), los rodamientos de bolas y de rodillos tienen las siguientes ventajas:

1. El coeficiente de fricción es mucho menor 2. Son normalizados internacionalmente, son intercambiables y se obtienen con facilidad 3. Se lubrican con facilidad y el consumo de lubricante es bajo 4. Como una regla general, un rodamiento puede llevar tanto carga radial como axial, a la vez. 5. Puede ser utilizado en aplicaciones de alta o baja temperatura y alta o baja velocidad. 6. La rigidez del rodamiento puede mejorarse con la aplicación de una precarga.

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Generalmente cuando se comparan los rodamientos de bolas y rodamientos de rodillos de las mismas dimensiones, los rodamientos de bolas exhiben una resistencia a la fricción menor y una menor variación, de rotación, que los rodamientos de rodillos.

Eso los hace más adecuados para las aplicaciones de alta velocidad, alta presión, bajo par torsión y baja vibración. En contraste, los rodamientos de rodillos tienen una capacidad de carga mayor que los hace apropiados para aplicaciones de vida y de resistencia a la fatiga prolongada, con cargas elevadas y de aplicación repentina.

Casi todos los tipos de rodamientos de bolas y de rodillos pueden llevar tanto carga radial como carga axial, a la vez.

Generalmente, cuando los rodamientos que poseen un ángulo de contacto son menores a 45 grados, tienden a ser rodamientos radiales, mientras que los rodamientos que poseen un ángulo de contacto mayor que 45 grados tienden a ser rodamientos axiales. También hay rodamientos clasificados como combinados; estos reúnen las características de carga tanto de los rodamientos radiales como de los axiales.

2.3.3 Selección de Baleros (manual de bombas triplex drilling mud pump Gardner denver pz-8) Los rodamientos de rodillos y de bolas se suministran en una gran variedad de tipos y dimensiones. La consideración más importante en la selección de un rodamiento es escoger aquél que permita a la máquina ó la parte en la cual se instala, desempeñarse satisfactoriamente y en la forma esperada.

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Para facilitar el proceso de selección y lograr la determinación del rodamiento más apropiado para una tarea, es necesario analizar las especificaciones requeridas.

Aunque no hay reglas rápidas y fijas para la selección, la siguiente lista de pasos de evaluación ofrece entre otros conceptos, una referencia general en la elección del rodamiento adecuado:

1. Comprensión cabal del tipo de máquina en la que se va a utilizar el rodamiento y de las condiciones de operación bajo las cuales funcionará 2. Definir claramente todos los requerimientos básicos que la aplicación demanda 3. Seleccionar el tipo del rodamiento 4. Seleccionar el arreglo del rodamiento 5. Seleccionar el tamaño del rodamiento 6. Seleccionar las especificaciones del rodamiento 7. Seleccionar el método de montaje [13]. 2.3.4 Condiciones de operación y ambiente El conocimiento completo de la máquina o del equipo donde se ha de instalar un rodamiento, los requerimientos de operación y ambiente de funcionamiento; es la base principal para una adecuada selección del mismo.

Para el proceso de selección se requieren los siguientes datos:

1. La función y construcción del equipo 2. Ubicación de montaje del rodamiento 3. Carga en el rodamiento (dirección y magnitud) 4. Velocidad de giro 5. Vibración y cargas de impacto 6. Temperatura de operación del rodamiento DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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7. Ambiente (corrosión, limpieza del ambiente etc.) 8. Método de lubricación 9. Seleccionar lubricante 2.3.5 Manejo de los Baleros de acuerdo a SKF Los baleros 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 en su manejo. Los rodamientos deben ser montados en un ambiente de trabajo limpio, libres de contaminantes que se filtren a su interior, evitando también que reciban golpes innecesarios.

La vida efectiva del balero se define como el número total de revoluciones o el número total de horas de operación a una velocidad constante antes de que ocurra el descascarillado (término usado en la industria). El mecanismo puede fallar por atascamiento, fracturas, desgaste, corrosión, etc.

Estos problemas son causados por una selección o manejo inadecuado del rodamiento y pueden ser evitados a través de una correcta selección, manejo y mantenimiento. Estos problemas son considerados por separado de la vida por fatiga del rodamiento. 2.3.6 Inspección de los rodamientos Rutinas de inspección de los rodamientos de la maquinaria durante el funcionamiento son importantes para prevenir fallas innecesarias. Los siguientes métodos, son generalmente adoptados para inspeccionar los rodamientos:

Revisión de los rodamientos en funcionamiento. Se incluye la temperatura del rodamiento, ruido y vibración y la verificación de las propiedades del lubricante para determinar cuándo debe ser cambiado.

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Inspección de los rodamientos después del funcionamiento. Cualquier cambio del rodamiento es cuidadosamente examinado después del funcionamiento y durante inspecciones periódicas para así poder tomar medidas para prevenir la recurrencia.

Es importante para el mantenimiento adecuado de los rodamientos determinar los requerimientos e intervalos de inspección de acuerdo a la importancia del sistema o el equipo y seguir el programa establecido. 2.3.7 Inspección durante el funcionamiento Temperatura del rodamiento, generalmente se eleva durante el arranque y se estabiliza a una temperatura un poco menor que durante el arranque, normalmente 10º a 40º C más alta que la temperatura ambiente según se aplicaran, en un periodo de tiempo. El tiempo antes de su estabilización depende del tamaño, tipo, velocidad y sistema de lubricación del rodamiento y las condiciones de disipación de calor alrededor del rodamiento. Puede variar entre 20 minutos hasta varias horas. Si la temperatura del rodamiento no se estabiliza y continúa ascendiendo, la operación debe ser detenida y una apropiada revisión y acción correctiva debe ser tomada.

Una alta temperatura en el rodamiento no es deseable en virtud de mantener una vida de servicio adecuada y prevenir el deterioro del lubricante. Una temperatura deseable en el rodamiento es generalmente por debajo de los 100º C. Las mayores causas de altas temperaturas en los rodamientos son:

1. Poco o excesivo lubricante 2. Instalación incorrecta de los rodamientos 3. Juego interno muy pequeño o carga extremadamente pesada 4. Desalineación de los rodamientos 5. Tipo de lubricante inapropiado 6. Deslizamiento entre las superficies de ajuste DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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2.3.8 Montaje de los Baleros según SKF (manual de mantenimiento y recambio de baleros)

Una condición para que un rodamiento funcione satisfactoriamente y alcance la duración prevista es que su montaje se utilice el método correcto. El montaje debe de preferencia efectuarse en una sala seca y limpia. El lugar de trabajo debe, de ser posible, no estar próximo a maquinas que desprendan virutas o polvo.

Revise su equipo antes del montaje. Cualquier rebaba, viruta, óxido o suciedad debe ser removida de las superficies de los asientos del eje, alojamiento y apoyos donde irá montado el rodamiento. El montaje se puede facilitar, si se aplica una capa delgada de aceite a las superficies limpias.

Saque el rodamiento de su empaque justo antes del montaje. Virutas, rebabas y otros contaminantes que se filtren al interior del rodamiento, antes y durante el montaje, causarán ruidos y vibraciones durante el funcionamiento. Los rodamientos pequeños se montan mediante un botador dde segmento o in botador tubular bien limpio. Los extremos del tubo han de ser planos, paralelos y estar exentos de rebabas.

Aplique la herramienta al aro interior. Para dar golpes emplee un martillo corriente. Los martillos de plomo u otro metal blando no son apropiados por desprender fácilmente escamas. Vigile que el rodamiento no entre torcido al calario sobre el eje [13].

2.3.9 Herramientas para el montaje Verifique que todos los aditamentos de presión, discos y otros dispositivos de montaje sean del tamaño apropiado y estén libres de rebabas o suciedad. Igual precaución debe observarse con las herramientas que se utilizarán.

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No modifique el rodamiento, los rodamientos se fabrican con tolerancias muy cerradas que le permiten cumplir con los requerimientos de alta precisión. Por lo tanto, es imperativo tomar precauciones especiales para evitar alterar las tolerancias o dimensiones del rodamiento.

La utilización de un martillo en el montaje de los rodamientos ocasiona daños debido a los impactos puntuales. Cuando el montaje del rodamiento requiera un ajuste apretado, se debe utilizar una prensa u otro dispositivo para distribuir la fuerza de manera uniforme [13]. 2.3.10 Cuidados especiales Los rodamientos son muy susceptibles a cargas de impacto y de choque. Los rodamientos soportan la carga en un área de contacto muy pequeña, localizada entre los elementos rodantes y las superficies de las pistas del anillo interior y exterior. Si se aplica una carga excesiva o de impacto a esta pequeña área de contacto, se producirán indentaciones y/o marcas que provocarán niveles de ruido, vibraciones y una rotación inapropiada. (Aun el dejar caer el rodamiento en el piso ocasionará este tipo de daños).

Los rodamientos son muy susceptibles a la contaminación por partículas extrañas, si las partículas extrañas se filtran al interior del rodamiento durante el funcionamiento, se producirán daños y/o marcas que darán como resultado una mala rotación del rodamiento y un ruido excesivo.

2.3.11 Montaje en caliente de acuerdo a SKF En este proceso, se busca la expansión por calor del anillo interior para facilitar el montaje. Método utilizado comúnmente para rodamientos grandes y rodamientos con un ajuste apretado.

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El método más común es la inmersión del rodamiento en un recipiente que contenga aceite caliente. Utilice aceite limpio. Suspenda el rodamiento en el aceite con un alambre o un soporte empleando una malla metálica para evitar el calentamiento no uniforme de los elementos del rodamiento.

La temperatura a la cual se debe calentar el anillo interior depende de que tan apretado será el ajuste (ejem.: el diámetro de las superficies de ajuste). Para prevenir la formación de espacios entre el anillo interior y el hombro del eje, el rodamiento debe ser presionado contra el hombro hasta que se haya enfriado por completo.

Observaciones:

Los rodamientos nunca deben ser calentados arriba de 120º C. Este método de montaje en caliente no puede ser empleado con rodamientos preengrasados, sellados o con tapas de protección.

2.3.12 Calentamiento por inducción En este método, los rodamientos se calientan en seco y en un periodo de tiempo corto. Luego de utilizar el método, aplique un tratamiento demagnetizador al rodamiento. Para verificar que el rodamiento ha sido montado correctamente, realice un giro de prueba.  Primero, gire el eje o el alojamiento para ver si detecta algo inusual.  Luego, arranque el equipo sin aplicarle cargas a los rodamientos.  Luego de observar sus condiciones de rotación a baja velocidad, aumente lentamente la velocidad y la carga mientras verifica cualquier incremento en los niveles de ruido, vibración y temperatura.

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 Si algo inusual es detectado durante la operación, detenga el equipo y realice una inspección.

Para evitar daños a la maquinaria y peligros a los trabajadores durante el cambio o desmontaje de rodamientos, se debe utilizar el equipo de seguridad y el equipo para remover rodamientos que sean apropiados. Como norma general, no se recomienda la reutilización de los rodamientos [14].

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3.- CASOS DE DESGASTE DE RODAMIENTOS EN SERVICIO REAL

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3.1 CONCEPTO DE DESGASTE El desgaste es conocido desde que el ser humano comenzó a utilizar elementos naturales que le servían como utensilios domésticos. Este fenómeno al igual que la corrosión y la fatiga, es una de las formas más importantes de degradación de piezas, elementos mecánicos y equipos industriales.

El desgaste puede ser definido como el daño superficial sufrido por los materiales después de determinadas condiciones de trabajo a los que son sometidos. Este fenómeno se manifiesta por lo general en las superficies de los materiales, llegando a afectar la sub-superficie. El resultado del desgaste, es la pérdida de material y la subsiguiente disminución de las dimensiones y por tanto la pérdida de tolerancias, [15].

Los mecanismos de daño en los materiales se deben principalmente a deformación plástica, formación y propagación de grietas, corrosión y/o desgaste Desde que el desgaste comenzó a ser un tópico importante y que necesitaba ser estudiado y entendido, comenzaron a aparecer en los libros de diseño y en la mente de los diseñadores, ideas sencillas de cómo prevenirlo o combatirlo, entre esas ideas se tienen: 1. Mantener baja la presión de contacto 2. Mantener baja la velocidad de deslizamiento 3. Mantener lisas las superficies de rodamientos 4. Usar materiales duros 5. Asegurar bajos coeficientes de fricción 6. Usar lubricantes

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3.1.1 PROCESOS DE DESGASTE 3.1.1.2.1 Fatiga por contacto de rodadura Este tipo de desgaste ocurre cuando piezas son sometidas a elevados esfuerzos, los cuales provocan la aparición y propagación de grietas bajo la acción repetitiva de estos, [16]. En el caso de piezas sometidas a deslizamiento, las capas superficiales sufren intensas deformaciones como resultado de la acción simultánea de las tensiones de contacto y de la fuerza de fricción. Los esfuerzos a los que están sometidos los materiales particularmente en las capas superficiales, promueven en la mayoría de los casos, alteraciones en la estructura cristalina y en el tamaño de grano.

Con las nuevas tecnologías se ha necesitado de materiales, que a través de modernos procesos de producción o de tratamiento térmico, presenten una combinación especial de microestructura y propiedades mecánicas, garantizando con esto, niveles de tolerancia, acabado superficial y desvíos de forma y posición cada vez mejores. Por otra parte las leyes son cada vez más rigurosas, controlando los niveles de ruido y contaminantes perjudiciales para el hombre y el medio ambiente que provienen de selecciones equivocadas de materiales o procesos de producción empíricos.

El picado originado a partir de grietas, es una de las fallas por fatiga de contacto superficial típica de elementos de máquinas, los cuales trabajan bajo régimen de lubricación elastohidrodinámica y elevadas cargas superficiales. Este es el caso de cojinetes de rodamiento y ruedas dentadas en su punto de contacto. Aquí, el mecanismo principal de falla es la aparición y propagación de grietas después que las superficies han almacenado una determinada deformación plástica. Por esto, es importante el buen acabado superficial y la correcta selección y filtrado de los lubricantes.

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Según Gras e Inglebert (1998), la fatiga de contacto se debe al aparecimiento de transformaciones microestructurales o decohesiones localizadas que conducen al daño de las superficies. 3.1.1.3.2 Desgaste abrasivo La Norma ASTM 665, define el desgaste abrasivo como la pérdida de masa resultante de la interacción entre partículas o asperezas duras que son forzadas contra una superficie y se mueven a lo largo de ella, [17]. La diferencia entre desgaste abrasivo y desgaste por deslizamiento es el .grado de desgaste. Entre los cuerpos involucrados (mayores en el desgaste abrasivo), ya sea por la naturaleza, tipo de material, composición química, o por la configuración geométrica.

Como se muestra en la Figura 27, existen básicamente 2 tipos de desgaste abrasivo, estos son: desgaste abrasivo de dos cuerpos o de tres cuerpos. En abrasión de dos cuerpos, el desgaste es causado por rugosidades duras pertenecientes a una de las superficies en contacto, mientras que la abrasión de tres cuerpos, el desgaste es provocado por partículas duras sueltas entre las superficies que se encuentran en movimiento relativo.

Como ejemplo de desgaste abrasivo de dos cuerpos, se tiene un taladro penetrando una roca, mientras que de tres cuerpos se puede citar el desgaste sufrido por las mandíbulas de una trituradora al quebrar la roca, o por la presencia de partículas contaminantes en un aceite que sirve para lubricar superficies en contacto deslizante.

Fig. 27. Desgaste abrasivo a) de los cuerpos, b) tres cuerpos

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3.1.1.3 Desgaste adhesivo La adhesión está asociada a toda formación y posterior rompimiento de enlaces adhesivos entre las interfaces, cuando dos superficies son colocadas en contacto íntimo. La adhesión conlleva además al soldado en frío de las superficies. Con respecto al desgaste adhesivo, el papel principal lo juega la interacción entre las superficies y su grado de limpieza, es decir, cuando el acercamiento entre los cuerpos es tal, que no se presenta ningún tipo de impurezas, capas de óxido o suciedades, se permite que el área de contacto sea aumentada, pudiéndose formar uniones adhesivas más resistentes. El desgaste adhesivo es ayudado por la presencia de altas presiones localizadas en las asperezas en contacto, [18].

Estas asperezas son deformadas plásticamente, permitiendo la formación de regiones soldadas localizadas. El desgaste adhesivo ocurre como resultado de la destrucción de los enlaces entre las superficies unidas, permitiendo que parte del material arrancado se transfiera a la superficie del otro. Así, la superficie que gana material aumenta su rugosidad con el agravante de que cuando el movimiento continua, se genera desgaste abrasivo contra la otra superficie.

Piezas de maquinaria donde está normalmente involucrado el desgaste adhesivo, son; sistemas, biela-seguidor, dados de extrusión-alambre, cola de milano-apoyo, engranajes, rodamiento-apoyo y herramientas de corte, son elementos que pueden sufrir desgaste debido a adhesión. La unión entre las superficies en contacto son destruidas, en caso que la resistencia al corte de la interface sea menor que la resistencia de los dos materiales considerados.

Puede suceder que la región adherida tenga mayor resistencia al corte que alguno de los dos materiales o incluso que los dos, por tanto se puede presentar desgarre en uno, o en los dos materiales, permitiendo que uno de ellos sea adherido a la superficie del otro o que los dos materiales pierdan la interface. DESGASTE GENERADO EN RODAMIENTOS

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La tendencia a formar regiones adheridas, depende de las propiedades físicas y químicas de los materiales en contacto, al igual que de los valores de carga aplicados y las propiedades de los materiales que están sobre las superficies, y finalmente de la rugosidad. Generalmente el contacto entre metales es no metálico debido a la presencia de capas absorbidas como óxidos.

La deformación elástica o plástica de las asperezas puede provocar rompimiento de estas capas, por lo que la unión de la interface se da por medio de enlaces covalentes y metálicos, siendo los enlaces iónicos insignificantes en los metales.

Mientras la fuerza de adhesión dependa del área real de contacto, esta será influenciada por la resistencia de los materiales a la deformación plástica, por el tipo de estructura cristalina y por el número de sistemas de deslizamiento, [19]

3.1.1.4 Desgaste por deslizamiento Esencialmente, el desgaste por deslizamiento es aquel en el cual hay un movimiento relativo entre dos superficies en contacto con una carga aplicada, donde el daño de la superficie no ocurre por riscado debido a la penetración de las asperezas o por partículas externas, [20].

El desgaste por deslizamiento es uno de los tipos de desgaste que ocurre con más frecuencia en la industria y por esto es estudiado con gran interés por los investigadores.

Una de las razones del gran esfuerzo dedicado al estudio del desgaste por deslizamiento es su complejidad, especialmente en lo que se refiere a los múltiples mecanismos involucrados. En el desgaste por deslizamiento están presentes mecanismos de adhesión, formación y crecimiento de grietas sub-

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superficiales por fatiga y formación de películas superficiales por procesos triboquímicos. También ocurre abrasión por microcorte, surcado. Un sistema que sufre este tipo de desgaste es presentado en la figura 27:

Fig.27. Ocurrencia de desgaste por deslizamiento

Experimentos con diferentes tipos de metales mostraron, que el deslizamiento produce deformación plástica en la superficie y un gradiente de deformación bajo de la superficie desgastada. Variables relacionadas a las condiciones de contacto y otras relacionadas con la microestructura de los materiales deslizantes, influyen en la intensidad de la deformación plástica de las regiones debajo de esta.

Durante el desgaste por deslizamiento pueden ocurrir transiciones en la tasa de desgaste influenciadas por la carga, velocidad y distancia de deslizamiento o condiciones ambientales tales como temperatura, humedad, entre otros. Con el aumento de la carga normal ocurre una transición de desgaste moderado a desgaste severo, debido a la ruptura de la película de óxido formado durante el desgaste moderado. Arriba de esta transición, el desgaste aumenta linealmente con la carga hasta que ocurre una segunda transición, donde el desgaste cambia de severo a moderado. A causa de esta segunda transición se da la presencia de una nueva película de óxido que se forma a altas temperaturas de contacto y cuya estructura difiere de la estructura del óxido formado en el desgaste moderado.

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3.1.1.4.1 Variables que influencian en el desgaste por deslizamiento Muchas variables están involucradas en el comportamiento del desgaste por deslizamiento, tales como las variables relacionadas con la geometría del par deslizante y también las variables metalúrgicas, sin excluir las variables externas como las condiciones de carga y las del medio interfacial y circundante.

Variables como el trabajo ejercido, la masa de cada cuerpo, las propiedades del material y la temperatura de la interface, pueden ser consideradas como variables de entrada del tribosistema. Por otro lado, estas pueden ser el resultado final del proceso, esto es, se pueden transformar en variables de salida del tribosistema.

Deben ser considerados también efectos como las vibraciones, calor generado, atmósfera y cambios de las propiedades de los materiales. Como resultado final de la fricción y desgaste, hay generación de productos indeseables, como fragmentos de desgaste, ruido, calor y vibraciones. (Wear debris)

3.2 CONCEPTO DE FRICCIÓN Se define a la fricción como una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que este en contacto. Esta fuerza es siempre tangencial a la superficie en los puntos de contacto con el cuerpo, y tiene un sentido tal que se opone al movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos puntos, [21]. Por otra parte estas fuerzas de fricción están limitadas en magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican fuerzas lo suficientemente grandes, (figura 28).

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Fig. 28. Fuerza de fricción

Esta fuerza es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con mayor rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).

Las leyes de fricción,  la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamaño de la superficie de contacto entre los dos cuerpos, pero sí depende de cuál sea la naturaleza de esa superficie de contacto, es decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa, [22].  la magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la normal entre los dos cuerpos, es decir:

Fig. 29. Ejemplo de la fuerza de fricción cinética

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3.2.1 DEFINICIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN 3.2.1.1 Fricción, Una de las principales funciones que debe desempeñar un rodamiento es disminuir la fricción. Bajo condiciones normales de operación, los rodamientos antifricción tienen un coeficiente de fricción mucho menor que los cojinetes deslizantes, especialmente en lo que se refiere a la fricción inicial, [23].

El coeficiente de fricción para rodamientos se expresa

𝜇=

2𝑀 𝑃𝑑

Donde:

µ= Coeficiente de fricción M= Par de fricción, N/mm (kgf/mm) P= Carga, N (kgf) d = Diámetro interior del rodamiento, mm

Aunque el coeficiente de fricción dinámica de los rodamientos varía dependiendo del tipo de rodamiento en cuestión, de la carga, lubricación, velocidad y otros factores; para condiciones de operación normales, el coeficiente de fricción aproximado para varios tipos de rodamientos son los siguientes, ver anexo 3 (tabla 3.1)

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3.3 ANÁLISIS

DEL

DESGASTE

CAUSADO

EN

RODAMIENTOS METÁLICOS

3.3.1 DAÑOS EN LOS RODAMIENTOS Y MEDIDAS CORRECTIVAS Si se manipulan, correctamente, los rodamientos por lo general pueden emplearse por un largo periodo de tiempo, antes de que aparezca la fatiga. Si el daño ocurre prematuramente, el problema puede provenir de una selección incorrecta del rodamiento, mal manejo o mala lubricación. Si esto sucede, tómese nota del tipo de máquina en la cual se está utilizando el rodamiento, el lugar en el que está montado, las condiciones de servicio y las estructuras adyacentes. Investigando las posibles causas que se deriven del tipo de daño ocurrido y las condiciones del rodamiento en el momento en que ocurre la falla, es posible prevenir que el mismo tipo de falla se presente nuevamente.

En las siguientes imágenes, podremos observar los diferentes tipos de daños o afectaciones que sufren los rodamientos en sus diferentes partes que los conforman y algunas posibles recomendaciones y soluciones que se les puede aplicar a estos para evitar que se presenten estos tipos de imperfecciones en dicho material.

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RODAMIENTOS EN SERVICIO OBSERVACIONES REAL Rodamiento de bolas, (fig.30).

Se puede observar que el rodamiento tuvo buen funcionamiento, lo que se debe a que fue bien colocado dentro de la chumacera, en la cual realizó su trabajo de una manera correcta, por lo tanto, no sufrió desgaste. Este tipo de balero también es conocido como de tipo sellados, estos cuentan con unas tapas y remaches para su mejor funcionamiento. La medida estimada de este rodamiento es: 4 5/8” de circunferencia.

En este rodamiento se puede notar que Rodamiento de bolas dañado,(fig.31) este tipo de rodamiento ha sufrido algunos daños, debido a que ha trabajado a base de una tapa o chumacera, lo cual como se puede observar este no fue ajustado de una manera adecuada, además de que la alineación no fue la correcta y el trabajo que desempeño fue hacia solo lado, por lo que sufrió un desgaste anormal en la cara exterior. Algunas sugerencias que se pueden tomar en cuenta para que este tipo de accesorios no se oxiden o sufran deformaciones, son las de realizarles un correcto mantenimiento para que su funcionamiento sea el adecuado y así poder evitar este tipo de anomalías en este tipo de rodamiento. Rodamiento dañado en exterior (pista), ( fig. 32)

la

parte Como se podrá observar este rodamiento sufrió un desgaste en la cara externa, esto es muy frecuente cuando la base o caja del accesorio que es donde va instalado dicho balero ha sufrido un desgaste causado por la mala instalación de de dicho mecanismo , lo que ocasiono no quedara sentado en su base provocando dicho desgaste.

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RODAMIENTOS EN SERVICIO OBSERVACIONES REAL Rodamiento de rodillos dañado por En esta figura se puede apreciar los oxidación, (fig. 33). rodillos de este balero, estos se encuentran dañados a causa de la oxidación que se ha generado en ellos. Esto es como consecuencia del mal estado de los retenes, sellos o tapas que originaron la penetración de agua hacia la superficie interior del rodamiento. En este caso, se recomienda sellar las partes exteriores del rodamiento (sellos, retenes, tapas) para evitar este tipo de anomalías en los rodillos de los baleros. Una recomendación es llevar a cabo un cambio de dicho rodamiento, esto dependerá del daño o la anomalía que se presente y además dependerá del análisis mecánico que se haya efectuado para identificar las fallas. Rodamiento de rodillos con desgaste En el siguiente rodamiento se puede en la pista interior, (fig.34). observar que la pista o tasa interior presentan ciertas partes donde se aprecian algunas manchas ó raspaduras causadas por la falta de alineación del perno donde va montado dicho rodamiento. Las manchas que se pueden apreciar en la imagen son conocidos comúnmente como: oxidación, que se produce por la entrada de agua a la parte interior del balero, esto es consecuencia además de la falta de lubricación en la pista del rodamiento. En dicha figura, se puede detectar algunas raspaduras en la parte interior del balero, esto es derivado del perno o flecha, los cuales presentan un grado mínimo de pandea dura (espiga pandeada), lo que genera que no asiente bien el accesorio y no ejerza un trabajo adecuado.

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RODAMIENTOS EN SERVICIO OBSERVACIONES REAL Rodamiento (fig.35).

cónico

de

rodillos, En esta imagen se puede deducir que este rodamiento o balero presenta un signo de afectaciones en la parte frontal de la tasa, los cuales fueron provocados por una falta de lubricación adecuada, lo que genero una oxidación en la parte frontal e interior de la pista de dicho accesorio. Una posible recomendación que se puede mencionar para evitar este tipo de cuadros de afectaciones en los baleros, es la siguiente:  Realizarles una buena aplicación de grasa en las superficies que mas presenten estos signos (lubricación forzada).

Rodamiento cónico (desarmado), (fig.36).

de

rodillos Se puede apreciar un balero con cada una de sus partes que lo conforman (taza, rodillos, jaula, pistas) se puede observar que dichas partes presentan un deterioro causado por diversos factores como son: mala alineación, falta de lubricación adecuada, ajuste incorrecto con la flecha, etc. En la imagen antes mencionada se puede notar que dicho balero se encuentra desengranado ya que esto fue provocado por un mal ajuste lo que causo aflojar las partes dañadas quedara flojo y por consiguiente el accesorio presento un bamboleo (oscilamiento) entre sus rodillos, la pista y la jaula, provocando el desprendimiento de sus partes.

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REAL Rodamiento plano, (fig.37).

Rodamiento (fig.38)

con

daño

En este tipo de baleros planos se puede notar que algunos trabajan lubricados por medio de aceites hidráulicos, por lo que es difícil que presenten algún tipo de afectación en poco tiempo como se menciono con anterioridad trabajan la mayor parte de tiempo, lubricados con aceite. Sin embargo, pueden llegar a sufrir daño si son instalados de una manera incorrecta, en la figura se muestra como ligeramente las tapas o sellos que son laminados fueron golpeados o aplacados levemente, lo cual provoco que los rodillos trabajen enlaminados o friccionados entre sí. térmico, En la figura siguiente se observa que este balero se calentó, esto produjo que las tapas laterales o sellos se dañaran, por lo cual se salió la grasa que tenía en la parte interior del balero. Cabe mencionar que este balero realiza su trabajo en seco y se fricciona al tener contacto con otros componentes.

Rodamiento desgastado y deformado, (fig. 39).

En el siguiente rodamiento nos podemos percatar que en este tipo de rodamiento se ha producido un desgaste, y este se genero por el polvo oxidado sobre las superficies de asentamiento. Además en esta imagen se puede observar que se forman abolladuras sobre la pista exterior conforme el paso de los elementos rodantes.

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3.4 REVISION DE ARTICULOS RELACIONADOS AL DESGASTE EN RODAMIENTOS El desgaste de los elementos rodantes en rodamientos crea una gran variedad de patrones de datos espectrales relacionados con los problemas de una máquina. Por lo que el sistema automático de diagnóstico permite un acercamiento a la la detección del desgaste en rodamientos, y debe ser capaz de interpretar una enorme cantidad de patrones de espectros y de diferenciar las causas de fallas en distintas máquinas o causas externas. Aunque el conocimiento de la geometría de los rodamientos, puede ser útil en calcular la frecuencia en que se presentan las fallas, un sistema de diagnóstico versátil debe ser capaz de detectar el desgaste de rodamientos sin requerir de esta información. En este sistema ambos requisitos han sido satisfechos. Sumario de técnicas: Los algoritmos automatizados para la detección del desgaste en rodamientos combinan un número de técnicas bien probadas para detectar y confirmar la presencia de los defectos en el rodamiento. Éstos incluyen: 

Normalización de datos



Extracción automática de picos espectrales



Análisis espectral



Reglas lógicas para el desgaste de rodamientos



Demodulación

Cada uno de esos conceptos será repasado y explicado en el siguiente documento con respecto a su contribución en la detección automática del desgaste en los elementos rodantes de rodamientos. Normalización de datos: Dado que los tonos de los rodamientos en el espectro son no sincrónicos, en otras palabras, no son múltiplos integrales de la velocidad de la

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flecha, lo primero en este negocio es determinar la velocidad de giro del motor y eliminar todos los picos que son sincrónicos. Esto se logra con una rutina de normalización automatizada. Si se conoce la velocidad actual del eje utilizando un tacómetro u otro mecanismo, el algoritmo simplemente utilizará este valor. Si la velocidad es desconocida, lo cual es típico en variables de frecuencia, el algoritmo buscará un pico en la velocidad nominal del equipo más o menos un porcentaje de tolerancia establecido por el usuario. Hasta diez frecuencias forzadas establecidas por el usuario pueden ser utilizadas para la rutina de normalización. Las frecuencias forzadas ayudan a determinar el patrón del espectro esperado y los algoritmos pueden con éxito marcar el patrón, incluso si algunos picos faltaran incluyendo un fuerte pico perteneciente al rango del eje. Extracción automática de picos espectrales: Una vez que los datos han sido normalizados, 10 de las frecuencias forzadas establecidas por el usuario son extraídas de cada uno de los espectros. Después, los dos picos más grandes e indefinidos son extraídos de cada espectro. Estos probablemente son candidatos para tonos de rodamientos. Los datos pueden ser colectados en los tres ejes en dos rangos de frecuencia para cada punto de prueba, dándonos el número total de tonos potenciales de los rodamientos hasta 12 por punto de prueba. Cuando el analista se esfuerza por encontrar los tonos de rodamientos, se usa el mismo proceso. Conociendo los picos se definen y se excluyen los indefinidos, los picos no sincrónicos son considerados como candidatos para tono de rodamiento. Más allá de las 10 frecuencias forzadas definidas por el usuario, una serie de relacionados serán extraídos y descartados como posibles tonos de rodamiento como se describe a continuación. Esto quiere decir que hay un orden lógico para determinar la probable fuente de un pico y la conclusión es que un tono de rodamiento solo vendrá después de que todas las explicaciones lógicas hayan sido descartadas. Un ejemplo de esto es cuando el usuario determina la frecuencia de paso del motor, el sistema automáticamente extraerá dos líneas de banda de frecuencia alrededor del pico 2x y serán descalificadas luego como

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tonos de rodamiento. (Aunque no sean sincrónicos y no hayan sido específicamente definidos por el usuario). Este criterio se aplicaría al pico de frecuencia 2x en un motor de AC incluso si este no fuera definido. Si la máquina fuera definida como un motor diesel tal vez un pico a 120 Hz debería ser considerado como un tono de rodamiento, tonos como 2x no deberían aparecer en este tipo de máquinas. . Reglas lógicas del desgaste de rodamientos: Hay cientos de reglas individuales de desgaste de rodamientos en el sistema de diagnóstico. Esas reglas son activadas por un tipo de componente de la maquinaria que es definido por el usuario, por ejemplo, la regla para el desgaste de rodamientos en un compresor se vería diferente al de una regla de desgaste de un rodamiento de un motor de AC. Cada tipo individual de componentes de la maquinaria tiene numerosas reglas para el desgaste de rodamientos que serán aplicadas. Si los requerimientos para una regla son satisfechos, quiere decir que la condición existe. Después de que la información se extrae del espectro como se muestra a continuación, esta pasa a través de todas las reglas que aplican a un tipo de máquina general para ver si existe alguna falla. Las reglas están empíricamente basadas en miles de pruebas en máquinas recolectadas a través de más de 20 años y están constantemente refinadas según esta disponible nueva información. Si la regla es editada por cualquier razón, el cambio se corre por todos los datos históricos para asegurar que no cambiara ningún resultado previo. Este es ahora el sistema “learns” y esta es una de las razones por la cual es tan precisa hoy día. Una regla típica, observa lo siguiente en términos de lógica: 1. Si la suma de los excedentes sobrepasa la línea base de todos los tonos de rodamientos percibidos en los tres ejes y en todos los puntos de prueba (espectro confirmado) es mayor que un umbral, o la suma de las bases del ruido de todo el espectro han crecido sobre la línea base o alarma por cierta cantidad, entonces la regla pasa.

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2. Si la suma de las amplitudes de todos los tonos de los rodamientos percibidos excede algunos umbrales, entonces la regla pasa. 3. Si ninguno los tonos percibidos de los rodamientos excede algunos de los umbrales, entonces la regla no pasa. 4. Si la suma de las armónicas del eje desde 16x a 100x no sobrepasa algunos de los niveles, adicionar a la severidad. 5. Si el nivel de la base del ruido es inferior a algunos niveles adicionar a la severidad, y si es un poco mayor al nivel, adicionar más a la severidad. 6. Si las sumas de los otros picos indefinidos que nosotros no confirmados por el espectro son inferiores a algunos de los umbrales, adicionar más a la severidad. 7. Si las subarmónicas del eje han excedido la línea base el rodamiento, adicionar a la severidad. Note que estas reglas son empíricamente basadas. Lo cual quiere decir que los niveles usados son absolutos, o los excedentes usados sobre la línea base, han sido pellizcados hasta que salieron con la respuesta correcta. En otras palabras, los umbrales mencionados en los ejemplos de la regla de arriba, han sido templados para salir con la respuesta correcta para cualquier máquina en la cual esta particular regla se aplique, [24]

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ANALISIS CRÍTICO DE LOS DIFERENTES ENFOQUES

En esta revisión que se efectuó se pudo notar los diversos rodamientos que se usan con frecuencia en el ramo industrial. Se mencionaron los tipos de fallas mas frecuentes que se presentan en estos elementos mecánicos así como el del por qué se presentan dichas causas.

Muchas veces se les da un uso inadecuado, ya sea por falta de conocimiento o por un mantenimiento inadecuado por parte del usuario.

Las consecuencias que se generan de dicho uso inadecuado, da como resultado el surgimiento de: deformaciones, oxidación, descascarillado, ralladuras así como un funcionamiento inadecuado en el equipo que va ser instalado.

El desgaste se da a consecuencia de todas estas causas antes mencionadas, dando como resultado, que dicho mecanismo tenga que ser sustituido por uno nuevo, para que el funcionamiento se de de una manera adecuada.

En este análisis se trata, de hacer mención acerca de la importancia que tiene los rodamientos, el cuidado que se les debe proporcionar, el montaje adecuado y el uso para evitar que se genere el desgate.

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CAPITULO III

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CONCLUSIONES

Se realizo una revisión bibliográfica, a fin de conocer los diferentes tipos de rodamientos, así como el desgaste que se produce en ellos.

Se logro incluir diferentes tipos de rodamientos, así como las ventajas que proporcionan dentro de la industria, además de que se pudo apreciar las partes que conforman a estos elementos mecánicos.

Por otra parte, de acuerdo al catalogo de skf, los baleros se clasifican en 2 tipos, esto de acuerdo a su ángulo de contacto, es decir: 

Rodamientos radiales: los cuales están diseñados para cargas radiales.



Rodamientos axiales: los cuales están diseñados para cargas axiales.

Los rodamientos de bolas soportan cargas radiales, así como una carga axial o de empuje, las bolas se introducen en las ranuras desplazando el aro interior lateralmente a una posición excéntrica.

Por otro lado los rodamientos rodillos soportan una carga radial mayor que los de bolas del mismo tamaño, esto se debe a su mayor área de contacto.

De acuerdo

a NTN de México se pudo analizar los tipos de fallas que se

presentan en dichos materiales, entre los cuales se hace mención al que se genera por desgaste, esto se deriva a consecuencia de presencia de impurezas en los lubricantes , oxidación y una

lubricación inadecuada. Algunas

recomendaciones que se deben tomar en cuenta son las siguientes: revisar los lubricantes y sistema de lubricación además de mejorara las practicas de mantenimiento.

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El desgaste es definido según la norma 640 ASTM como el daño superficial sufrido por los materiales después de determinadas condiciones de trabajo a los que son sometidos y se manifiesta por lo general en las superficies de los materiales.

En esta revisión bibliográfica se conto con información de mucha relevancia, lo que facilito la elaboración del tema, esto se atraves de libros, manuales de mantenimiento, revistas automotrices, catálogos de skf, timken, ntn de México, revisión de tesinas, páginas de internet, lo cual fue de gran ayuda.

Cabe hacer mención, que los catálogos de SKF, TIMKEN, NTN, fueron de gran ayuda ya que gran parte de la información que se presento en este trabajo, está basada en la información que se presenta en dicho material.

Para terminar, se puede decir que los rodamientos son una parte importante para el funcionamiento de maquinarias como son: automóviles, bombas, equipos de perforación, sistemas eléctricos y domésticos por lo que es recomendable darles un buen uso, para de esta forma evitar que se presente el desgaste causado por la falta de una mala lubricación, montaje adecuado y un buen cuidado.

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BIBLIOGRAFIA

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PAGINAS DE INTERNET 

http://www.ntn-snr.com/group/es/eses/index.cfm?page=/group/home/technique_roulement/vocabulaire/histoire



http://es.scribd.com/doc/40124789/BALERO



http://es.scribd.com/doc/7419913/Cojinetes



http://es.scribd.com/doc/59803716/CATALOGO-DE-CHUMACERAS-NTNESPANOL



http://nipponpower.com.mx/foro/archive/index.php/t-21862.html Identificar los mecanismos de desgaste. 

http://es.wikipedia.org/wiki/Tribolog%C3%ADa



http://www.solostocks.com.mx/venta-productos/automotriz/equiporeparacion-vehiculos/fijador-de-rodamientos-485405



http://definicion.de/friccion/ http://es.wikipedia.org/wiki/Tribolog%C3%ADa

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REFERENCIAS [1] NTN, 2003, Historia Del Rodamiento, www.ntn mexico.com (última visita 8 enero 2012) [2] Marín García, Juan Manuel, Apuntes De Diseño de Maquinas. “Concepto de Rodamiento” capitulo 7.1, pag.173. [3] Marín García, Juan Manuel, Apuntes De Diseño de Maquinas.” Ventajas de los rodamientos” capitulo: 7.2 pág. 174. [4] ] Marín García, Juan Manuel , Apuntes De Diseño de Maquinas . “Partes de un rodamiento” capitulo 7.3, pág. 175. [5] Company Bueno José, Manual De La Técnica Del Automóvil. “Rodamientos Vida Útil” capitulo 9,4, pág. 281. [6] Francisco Chávez Martínez, La tribología Ciencia y Técnica para mantenimiento. “fricción por rodadura y esfuerzo” capitulo 2.4, pág. 50. [7] SKF Catalogo General de Rodamientos, 3000sp [8] NTN, 2003, Cuidado De Baleros, www.ntnmexico.com. (Última visita 13 enero 2012) [9] SKF, 2011, Rodamientos De bolas Polímeros, Catalogo En Línea, www.skf.com, última visita, Febrero 2012. [10] Try Engineering, Tipos De Cojinetes, 2012, www.Tryengineering. [11] TIMKEN, Spherical Roller Bearing Catalog. “Introduction Tho the Bearings” pag. A3-a10 [12] NTN, Chumaceras, Catálogo De Chumaceras En Línea, NTN Español conceptos. www.ntn.mexico.com. Enero 2012 [13] SKF. 1977, Montaje De Baleros, Manual De Mantenimiento y Recambio de Rodamientos, catalogo 3014 sp, pág. 21-32. [14] SKF. 1977, Montaje De Baleros, Manual De Mantenimiento y Recambio de Rodamientos, catalogo 3014 sp, pág. 35-44. [15] ASTM standard, G40-05 (2005), Standard terminology relating to wear and erosion, in Annual Book of ASTM Standards, Vol. 03.02, ASTM, Philadelphia.

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[16] M. A. Herrera, Desarrollo de un Prototipo Tribológico Funcional para Evaluar el Desgaste por Fatiga por Contacto de Rodadura, Tesis de Maestría, ESIME-IPN, México, 2003

[17] ASTM standard, G40-05 (2005), Standard terminology relating to wear and erosion, in Annual Book of ASTM Standards, Vol. 03.02, ASTM, Philadelphia.

[18] M. A. Herrera, Desarrollo de un Prototipo Tribológico Funcional para Evaluar el Desgaste por Fatiga por Contacto de Rodadura, Tesis de Maestría, ESIME-IPN, México, 2003. [19] ASTM standard, G65-04 (Reaprobada 2010), Método de prueba estándar para medir abrasión usando el aparato de rueda de caucho/arena seca, in Annual Book of ASTM Standards, Vol. 03.02, ASTM, Philadelphia. [20] I. M. Hutchings, Tribology: Friction and Wear of Engineering Materials, Edward Arnold, London, 1992. [21] ASM Handbook Vol. 18 Friction, Lubrication and Wear Technology. 1992, ASM International, United States. [22] ASTM standard, G99-05 (Reaprobada 2010), Método de prueba estándar para medir desgaste usando un aparato de prueba de perno sobre disco, in Annual Book of ASTM Standards, Vol. 03.02, ASTM, Philadelphia. [23] E. E. Vera Cardenas, Desgaste por fatiga en deslizamiento y por contacto de rodadura en aceros AISI 4320, 8620, 4140 y O1 base y con recubrimientos duros de TiN, CrN y WC/C, Tesis de Doctorado, ESIME-IPN, México, 2009. [24] E. E. Vera, M. Vite, R. Lewis, E. A. Gallardo, J. R. Laguna-Camacho, A study of the wear performance of TiN, CrN and WC/C coatings on different steel substrates, Wear 271 (2011) 2116-2124

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ANEXOS

Anexo 1 Tabla 1. En la siguiente tabla se muestran las fuerzas de fricción cinética y estática en diferentes tipos de materiales

MATERIAL

S

K

Madera sobre madera

0.7

0.4

Acero sobre acero

0.15

0.09

Metal sobre cuero

0.6

0.5

Madera sobre cuero

0.5

0.4

Caucho sobre concreto, seco 0.9

0.7

Húmedo

0.57

0.7

Anexo 2 Tabla 2. Coeficientes de fricción aproximados para diferentes tipos de rodamientos

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ANEXO 3 Tabla 3. Principales fallas de los rodamientos y cómo prevenirlas Síntoma

Causa

Solución

Descascarillado

1. Carga excesiva 2. Precarga excesiva

1. Revisión del diseño de la máquina y la selección del rodamiento. 2. Cuidado en la instalación.

3. Sobrecarga debido a dilatación por calentamiento

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

Corregir el desalineamiento, instalar el rodamiento de reemplazo correctamente.

3. Desgaste

Descascarillado fuera del centro

Excesiva carga axial

Corregir el desalineamiento o la instalación inadecuada.

Descascarillado diagonal de las pistas

1. Flexión de la flecha

Seleccionar un rodamiento más adecuado a la aplicación.

2. Desalineamiento de los anillos interior y exterior 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.

Precarga correcta. Chequeo del método de lubricación y selección del lubricante. Reconsiderar la aplicación del rodamiento.

3. Lubricante incorrecto. Daño visible

Sobrecarga

Revisar la aplicación del rodamiento.

a. Fracturado

1. Descascarillado bajo impacto o durante la instalación.

1.- Cuidado en el manejo e instalación.

b. Agrietado

2. Excesivo juego o radio grande en las esquinas.

2.- Inspección el montaje y la precarga.

Fractura o agrietamiento

3.- Verificar la exactitud de la flecha y alojamiento. Daño en la jaula

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MODALIDAD: TESINA a. Daño

Carga angular

b. Desgaste

Alta velocidad de rotación

c. Desgaste de los alvéolos de la jaula

Lubricación inadecuada.

d. Ralladuras

Presencia de impurezas.

Cuidado en la operación y reevaluación de la aplicación.

Revisar el método de lubricación o selección del lubricante.

Oxidación a. Oxidación en todo el rodamiento

1. Almacenaje inadecuado.

Correcto almacenaje y protección contra la corrosión.

2. Dejarlos sin protección o sea desempacarlos antes de su uso. 3. Limpieza pobre.

4. Insuficiente protección contra la oxidación b. Oxidación localizada.

1. Empaque inadecuado. 2. Montaje holgado.

c. Corrosión en las superficies de montaje

1. Montaje holgado. 2. Protección pobre.

Mejorar el almacenaje y la práctica de mantenimiento.

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.

Revisar lubricantes y sistema de lubricación.

2. Oxidación b. Desgaste de la jaula.

Lubricación inadecuada.

Revisar lubricantes y sistema de lubricación.

Descarga eléctrica

Desviación de la corriente a tierra o un aislante más efectivo.

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.

1. Lubricación inadecuada

Verificar el lubricante y método de lubricación.

Erosión eléctrica Cráteres semejantes a picaduras. Asperezas a. Rugosidad b. Superficies picadas.

Embarradura Ralladura de los elementos rodantes o de las pistas.

2. Inclinación de los elementos rodantes. 3. Lubricante impropio. 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.

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