Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin SuperiorI.U.P. Santiago MarioExtensin-Porlamar. Edo. Nueva Esparta

ANALISIS CRTICO DE RODAMIENTOS

Realizado por:Doriana RojasC.I: 20.537.308Materia: Elementos de Maquina

Porlamar, 08 de Diciembre del 2014DESARROLLO

Concepto de Rodamiento: Un rodamiento (en Espaa, Chile y Colombia), tambin denominado rulemn o rleman (en Argentina, Paraguay y Uruguay, derivado del francs "Roulement"); rolinera, balinera o balero (en Mxico y Venezuela); rodaje (en Per); caja de bolas (en Cuba, Repblica Dominicana y Puerto Rico); rol en Costa Rica o tambin bolillero o rodajes o rulimn (en Ecuador), es un tipo de cojinete, (como se le llama en Guatemala) que es un elemento mecnico que reduce la friccin entre un eje y las piezas conectadas a ste por medio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento.

Descripcin de los Rodamientos: El elemento rotativo que puede emplearse en la fabricacin del rodamiento, pueden ser: de bolas, de rodillos o de agujas. En los rodamientos el movimiento rotativo, segn el sentido del esfuerzo que soporta, pueden ser axiales, radiales y axiales-radiales, etc. Un rodamiento radial es el que soporta esfuerzos radiales, que son esfuerzos de direccin normal a la direccin que pasa por el centro de su eje, como por ejemplo una rueda, es axial si soporta esfuerzos en la direccin de su eje, ejemplo en quicio, y axial-radial si los puede soportar en los dos, de forma alternativa o combinada. La fabricacin de los cojinetes de bolas o rodamientos es la que ocupa en tecnologa un lugar muy especial, dados los procedimientos para conseguir la esfericidad perfecta de la bola. Los mayores fabricantes de ese tipo de rodamientos emplean el vaco para tal fin. El material es sometido a un tratamiento abrasivo en cmaras de vaco absoluto. El producto final es casi perfecto, tambin es atribuida la gravedad como efecto adverso.Tipos de Rodamientos: Cada clase de rodamientos muestra propiedades caractersticas, que dependen de su diseo y que lo hace ms o menos apropiado para una aplicacin dada. Por ejemplo, los rodamientos rgidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas as como cargas axiales pequeas. Tienen baja friccin y pueden ser producidos con gran precisin. Por lo tanto, son preferidos para motores elctricos de medio y pequeo tamao. Los rodamientos de rodillos cilndricos pueden soportar cargas radiales muy pesadas y son oscilantes, lo que les permite asumir flexiones del eje, entre dos rodamientos, que soportan un mismo eje. Estas propiedades los hacen muy populares para aplicaciones por ejemplo en ingeniera pesada, donde las cargas son fuertes, as como las deformaciones producidas por las cargas, en mquinas grandes es tambin habitual cierta desalineacin entre apoyos de los rodamientos. Rodamientos rgidos de bolas:

Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fciles de disear, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atencin o mantenimiento en servicio. Estas caractersticas, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los ms populares de todos los rodamientos. Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular:

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

Son rodamientos con rodillos cilndricos muy delgados y largos en relacin con su menor dimetro. A pesar de su pequea seccin, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado. Este tipo de rodamientos es comnmente muy utilizado en los pedales para bicicletas. Rodamientos de rodillos cnicos:

El rodamiento de rodillos cnicos, debido a la posicin oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ngulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposicin con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente. Son los de mayor aplicacin. Rodamientos de rodillos cilndricos de empuje:

Son apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas axiales. Adems, son insensibles a los choques, son fuertes y requieren poco espacio axial. Son rodamientos de una sola direccin y solamente pueden aceptar cargas axiales en una direccin. Su uso principal es en aplicaciones donde la capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empuje es inadecuada. Tienen diversos usos industriales, y su extraccin es segura. y as de manera rpida y sencilla se pueden usar cualquier tipo y donde sea los requeridos rodamientos. Rodamientos axiales de rodillos a rtula:

El rodamiento axial de rodillos a rtula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaa del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esfrica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineacin manual. Debido a la especial ejecucin de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaa de gua, los rodillos giran separados de la pestaa por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, ste puede resistir tambin cargas radiales. A s mismo la fuerza ejercida es horizontal con la carga aplicada Rodamientos de bolas a rtula:

Los rodamientos de bolas a rtula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura esfrico en el aro exterior, permitiendo desalineaciones angulares del eje respecto al soporte. Son utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por ejemplo, por efecto de las dilataciones, de flexiones en el eje o por el modo de construccin. De esta forma, liberan dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geomtricos perpendiculares al eje del aro exterior. Este tipo de rodamientos tienen menor friccin que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan menos en las mismas condiciones de carga y velocidad, siendo aptos para mayores velocidades. Rodamientos de rodillos cilndricos:

Un rodamiento de rodillos cilndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestaas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestaas o no. Segn sea la disposicin de las pestaas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilndricos: Tipo NU: con dos pestaas en el aro exterior y sin pestaas en el aro interior. Slo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos. Tipo N: con dos pestaas en el aro interior y sin pestaas en el aro exterior. Sus caractersticas similares al anterior tipo. Tipo NJ: con dos pestaas en el aro exterior y una pestaa en el aro interior. Puede utilizarse para la fijacin axial del eje en un sentido. Tipo NUP: con dos pestaas integrales en el aro exterior y con una pestaa integral y dos pestaas en el aro interior. Una de las pestaas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en ambos sentidos.

Los rodamientos de rodillos son ms rgidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran dimetro. Rodamientos de rodillos a rtula:

El rodamiento de rodillos a rtula tiene dos hileras de rodillos con camino esfrico comn en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineacin automtica. El nmero y tamao de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayora de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino tambin cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser reemplazados por rodamientos de la misma designacin que se dar por medio de letras y nmeros segn corresponda a la normalizacin determinada. Rodamientos axiales de bolas de simple efecto:

El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas entre dos aros, uno de los cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede tener asiento plano o esfrico. En este ltimo caso, el rodamiento se apoya en una contraplaca. Los rodamientos con asiento plano deberan, sin duda, preferirse para la mayora de las aplicaciones, pero los de asiento esfrico son muy tiles en ciertos casos, para compensar pequeas inexactitudes de fabricacin de los soportes. El rodamiento est destinado a resistir solamente carga axial en una direccin. Rodamientos de aguja de empuje:

Pueden soportar pesadas cargas axiales, son insensibles a las cargas de choque y proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mnimo de espacio axial.Innovacin: Los continuos cambios del mercado exigen una permanente innovacin en la diversa gama de rodamientos. Cada nueva aplicacin cuenta con requisitos especficos (distintos valores de precarga, las cargas al lmite de fatiga, etc.). En el diseo de una disposicin de rodamientos intervienen diversos factores que no solo determinan el tipo de rodamiento y su tamao adecuado, sino tambin los ajustes y juegos internos y la cantidad de lubricante adecuada a cada necesidad.

Nuevos Rodamientos:

- Rodamientos CARB:

Este revolucionario diseo SKF de rodillos amalgama varias virtudes de otros rodamientos unificando en uno, carga axial ms elevada, oscilacin ms pronunciada, mayor capacidad de carga, dimetro de rodillos ms pequeos, posibilidad de obturacin, menor peso, no existen cargas internas en los rodamientos, elimina las cargas axiales internas derivadas de laexpansin trmicas de los rodillos. Cuando un rodamiento " CARB " esta desalineado, los rodillos encuentran una posicin en la que la carga se distribuye por igual en toda su longitud y la capacidad de aguantar la carga es mxima. As se puede usar este rodamiento con un perfil transversal ms bajo, permitiendo una reduccin de tamao. Las propiedades autoalineables permiten que la carcasa sea ms delgada, pues las deformaciones bajo carga no resultan un problema. Su medida reemplaza perfectamente a rodamientos convencionales de rodillo como de bolillas.

- Rodamientos EXPLORER:

Ingeniera en metalrgica, ingeniera en proceso, ingeniera en diseo son los elementos intervinientes que han dado como resultado en SKF producir un rodamiento ms limpio de estructura mucho ms lograda en todos sus aspectos.Mientras que la performance de las mquinas no vara, los rodamientos explorer del mismo tamao proveern el incremento en varias veces la vida til antes lograda, reduccin en el costo de los ciclos de la mquina y por lo tanto un mayor beneficio. El resultado es que el Explorer es extremadamente limpio y homogneo con un mnimo absoluto de inclusiones. Para realizarlos se han concedido nuevos tratamientos de calor juntamente con la limpieza excepcional dando como resultado mayor resistencia al desgaste, comparados con rodamientos tradicionales, manteniendo la buena resistencia a la temperatura y la dureza de los mismos. Como resultado estos nuevos diseos permiten que con igual potencia pueden convertirse en ms compacto, pueden operar a mayor velocidad y andarn ms suavemente, sern ms silenciosos y requerirn menos lubricacin.

- Rodamientos hbridos:

Aunque los rodamientos convencionales son conocidos como rodamientos antifriccin, ellos an mantienen una cantidad de friccin en operacin.La baja friccin en todas las partes mviles es una de las claves para una buena performance del husillo y en aquellas mquinas que operan a altas revoluciones (ms de 20000 r.p.m.). Los rodamientos hbridos de contacto angular con anillos de acero y bolillas cermicas son un desarrollo reciente y representan rodamientos de alta performance para mquinas con herramientas a husillo.Estos rodamientos proveen un incremento en la performance en sus principales aspectos: Duran de 4 a 6 veces ms que los rodamientos de alta precisin convencionales. Hace posible la aceleracin y desaceleracin del husillo de manera extrema, inalcanzables con rodamientos de bolillas de acero. Precisin y velocidades extremas. La lubricacin causar menos problemas, as como las vibraciones.Jaulas livianas: Todos los rodamientos hbridos de contacto angular de alta precisin son ajustados con una jaula de aro exterior centrada de fabricacin reforzada en resina fenlica. Estas jaulas han sido diseadas particularmente livianas en orden de mantener al mnimo la fuerza centrfuga. Estn diseadas para permitir el libre pasaje de lubricante hacia los contactos entre las bolas cermicas y sus pistas.

Mantenimiento: Para que un rodamiento funcione de un modo fiable, es indispensable que este adecuadamente lubricado al objeto de evitar el contacto metlico directo entre los elementos rodantes, los caminos de rodadura y las jaulas, evitando tambin el desgaste y protegiendo las superficies del rodamiento contra la corrosin por tanto, la eleccin del lubricante y el mtodo de lubricacinadecuados, as como un correcto mantenimiento, son cuestiones de gran importancia.

Inspeccin y limpieza de rodamientos: Como todas las piezas importantes de una mquina, los rodamientos de bolas y de rodillos deben limpiarse y examinarse frecuentemente. Los intervalos entre tales exmenes dependen por completo de las condiciones de funcionamiento. Si se puede vigilar el estado del rodamiento durante el servicio, por ejemplo escuchando el rumor del mismo en funcionamiento y midiendo la temperatura o examinado el lubricante, normalmente es suficiente con limpiarlo e inspeccionarlo a fondo una vez al ao (aros, jaula, elementos rodantes) junto con las dems piezas anexas al rodamiento. Si la carga es elevada, deber aumentarse la frecuencia de las inspecciones; por ejemplo, los rodamientos de los trenes de laminacin se deben examinar cuando se cambien los cilindros.Despus de haber limpiado los componentes del rodamiento con un disolvente adecuado (petrleo refinado, parafina, etc) debern aceitarse o engrasarse inmediatamente para evitar su oxidacin. Esto es de particular importancia para los rodamientos de mquinas con largos periodos de inactividad.

Almacenamiento de los rodamientos: Antes de embalar, los rodamientos normalmente son tratados con un agente antioxidante y en estas condiciones, pueden conservarse en su embalaje original durante aos, siempre que la humedad relativa del almacn no pase del 60%.En los rodamientos provistos de placas de proteccin u obturacin que estn almacenados largos periodos de tiempo puede ocurrir que tengan un par de arranque inicial ms elevado que el especificado. Tambin puede darse el caso que las propiedades de lubricacin de la grasa se hayan deteriorado despus de estar los rodamientos almacenados largos periodos de tiempo.

Montaje Y Desmontaje: El montaje de rodamientos de bolas y de rodillos, es esencial que sea efectuado por personal competente y en condiciones de rigurosa limpieza, para conseguir as un buen funcionamiento y evitar un fallo prematuro.Como todos los componentes de precisin, la manipulacin de los rodamientos durante su montaje debe realizarse con sumo cuidado. La eleccin el mtodo de montaje adecuado y de las herramientas apropiadas es de gran importancia.

Designaciones: Las designaciones completas de los rodamientos SKF, y de sus componentes y accesorios, se componen de una designacin bsica que puede ir acompaada por una o ms designaciones adicionales. La designacin bsica consta generalmente de una identificacin del tipo de rodamiento (integrada por una cifra, una letra o por una combinacin de letras), adems de la designacin de la serie y la identificacin del dimetro del agujero, por ejemplo 23216 UN 212. Las designaciones adicionales van colocadas delante de la designacin bsica (prefijo) o a continuacin de sta (sufijo). Los prefijos sirven para identificar los componentes del rodamiento. Los sufijos se usan para identificar los diseos (o variantes) que de alguna manera difieren del diseo original o que difieren del diseo correspondiente a la norma de produccin en vigor. A continuacin, se da un listado de las designaciones ms utilizadas y se indican sus significados.Prefijos:GS Arandela de alojamiento de un rodamiento axial de rodillos cilndricos.Ejemplo: GS 81107K Corona de rodillos (jaula con rodillos) de un rodamiento axial de rodillos cilndricos.K- Aro interior con corona de rodillos (cono) o aro exterior (copa) de un rodamiento de rodillos cnicos pertenecientes a las series de la norma AFBMA y generalmente con las dimensiones en pulgadas.Sufijos: Cuando la designacin de un rodamiento consta de varios sufijos, su orden viene determinado por los siguientes agrupamientos: diseo interno, diseo externo, la jaula, otras caractersticas del rodamiento. Los sufijos del cuarto grupo (otras caractersticas) van precedidos de una barra inclinada que los separa de la designacin bsica o del sufijo que los precede.Diseo interno: A,B,C,D,E.Diseo externo: CA,CB,CC,-2F,-2FF,G,GA,GB,GC,-2Z, Entre otros.

Fallas: Vibracin debida a rodamientos de Chumacera defectuososElevados niveles de vibracin, ocasionados por rodamientos de chumacera defectuosos, son generalmente el resultado de una holgura excesiva (causada por desgaste debido a una accin de barrido o por erosin qumica), aflojamientos mecnicos (metal blanco suelto en el alojamiento), o problemas de lubricacin.

Holgura excesiva de los rodamientos Un rodamiento de chumacera con holgura excesiva hace que un defecto de relativamente menor importancia, tal como un leve desbalance o una pequea falta de alineamiento, u otra fuente de fuerzas vibratorias, se transformen como resultado de aflojamientos mecnicos o en golpes repetidos (machacado).En tales casos el rodamiento en si no es lo que crea la vibracin; pero la amplitud de la misma seria mucho menor si la holgura de los rodamientos fuera correcta.A menudo se puede detectar un rodamiento de chumacera desgastado por "barrido" efectuando una comparacin de las amplitudes de vibracin horizontal y vertical. Las mquinas que estn montadas firmemente sobre una estructura o cimentaciones rgidas revelaran, en condiciones normales, una amplitud de vibracin ligeramente ms alta en sentido horizontal.

Torbellino de aceite Este tipo de vibracin ocurre solamente en mquinas equipadas con rodamientos de chumacera lubricados a presin, y que funcionan a velocidades relativamente altas normalmente por encima de la segunda velocidad critica del motor. La vibracin debida a torbellinos de aceite a menudo es muy pronunciada, pero se reconoce fcilmente por su frecuencia fuera de lo comn. Dicha frecuencia es apenas menor de la mitad de la velocidad de rotacin (en rpm) del eje generalmente en el orden del 46 al 48% de las rpm del eje. El problema de los torbellinos de aceite normalmente se atribuye a diseo incorrecto del rodamiento, desgaste excesivo del rodamiento, un aumento de la presin del lubricante o un cambio de la viscosidad del aceite.Se pueden hacer correcciones temporales modificando la temperatura del aceite (viscosidad), introduciendo un leve desbalance o una falta de alineamiento de manera de aumentar la carga sobre el eje, o rascando y/o ranurando los costados del rodamiento, para desbaratar la "cua" de lubricante. Desde luego, una solucin ms duradera es reemplazar el rodamiento con uno que haya sido diseado correctamente de acuerdo a las condiciones operativas de la mquina, o con uno que est diseado para reducir la posibilidad de formacin de torbellinos de aceite.Los rodamientos con ranuras axiales usan las ranuras para aumentar la resistencia a la formacin de torbellinos de aceite en tres puntos espaciados uniformemente. Este tipo de configuracin est limitado a las aplicaciones ms pequeas, tales como turbinas de gas livianas y turbocargadores. Los rodamientos de chumacera de lbulos brindan estabilidad contra los torbellinos de aceite al proporcionar tres puntos ce concentracin de la pelcula de aceite bajo presin, que sirven para centrar al eje. Los rodamientos de rin basculante son comnmente utilizados para las maquinas industriales ms grandes, que funcionan a velocidades ms altas.Hay dos causas comunes de vibracin que pueden inducir un torbellino de aceite en un rodamiento de chumacera:Vibracin proveniente de maquinaria ubicada en las cercanas: Puede ser transmitida al rodamiento de chumacera a travs de estructuras rgidas, tales como tuberas y cimentaciones. A este fenmeno se le conoce como Torbellino Inducido por el Exterior.Vibracin ocasionada por otros elementos de las maquina misma.Toda vez que se detecta la vibracin caracterstica del torbellino de aceite se deber realizar una completa investigacin de las vibraciones en toda la instalacin, incluyendo las fuentes de vibracin circunvecina, las estructuras de cimentacin y las tuberas relacionadas. Se podr as quizs descubrir una causa externa de los problemas de torbellino de aceite.

Torbellinos de Histresis. Este tipo de vibracin es similar a la vibracin ocasionada por el torbellino de aceite, pero ocurre a frecuencias diferentes, cuando el rotor gira entre la primera y la segunda velocidad crtica. Un rotor que funcione por encima de la velocidad crtica tiende a flexionarse, o asquearse, en sentido opuesto del punto pesado de desbalance. La amortiguacin interna debida a histresis, o sea la amortiguacin de friccin, normalmente limita la deflexin a niveles aceptables. Sin embargo, cuando acontece un torbellino por histresis, las fuerzas amortiguadoras se encuentran en realidad en fase con la deflexin, y por lo tanto, acrecientan la deflexin del motor. Cuando dicho rotor est funcionando por encima de la primera velocidad critica pero por debajo de la segunda, el torbellino por histresis ocurre a una frecuencia exactamente igual a la primera velocidad crtica del rotor.Nota: La frecuencia de formacin del torbellino de aceite es levemente menor de la mitad de la velocidad de rotacin del rotor. La vibracin ocasionada por un torbellino por histresis tendr la misma caractersticas que las ocasionadas por un torbellino de aceite cuando la maquina funcione a velocidades superiores a la segunda velocidad critica del eje. Es decir, que una severa vibracin se producir a una frecuencia levemente menor que 0.5x las rpm del rotor. El torbellino por histresis es controlado normalmente por la accin de amortiguacin provista por los rodamientos de chumacera en si. Sin embargo, cuando la amortiguacin estacionaria es baja en comparacin con la amortiguacin interna del rotor, es probable que se presenten problemas. La solucin usual para este problema es aumentar la amortiguacin estacionaria de los rodamientos y de la estructura de soporte de los mismos, lo que puede lograrse instalando un rodamiento de rin basculante o de algn rodamiento de diseo especial. En algunos casos el problema puede ser solucionado reduciendo la amortiguacin dada por el rotor sencillamente, cambiando un acoplamiento de engranajes con una versin sin friccin; por ejemplo, con un acoplamiento de disco flexible.

Lubricacin Inadecuada Una inadecuada lubricacin, incluyendo la falta de lubricacin y el uso de lubricantes incorrectos, puede ocasionar problemas de vibracin en un rodamiento de chumacera. En semejantes casos la lubricacin inadecuada causa excesiva friccin entre el rodamiento estacionario y el eje rotante, y dicha friccin induce vibracin en el rodamiento y en las dems piezas relacionadas. Este tipo de vibracin se llama "dry whip", o sea ltigo seco, y es muy parecido al pasar de un dedo mojado sobre un cristal seco. La frecuencia de la vibracin debida al ltigo seco generalmente es muy alta y produce el sonido chilln caracterstico de los rodamientos que estn funcionando en seco. No es muy probable que dicha frecuencia sea algn mltiplo integral de las rpm del eje, de manera que no es de esperarse ningn patrn significativo bajo la luz estroboscpica. En este respecto, la vibracin ocasionada por el ltigo seco es similar a la vibracin creada por un rodamiento antifriccin en mal estado.Toda vez que se sospeche que un ltigo seco sea la causa de la vibracin se deber inspeccionar el lubricante, el sistema de lubricacin y la holgura del rodamiento.