MANCALES O COJINESTES DE DESLIZAMIENTO
El cojinete de
deslizamiento, cojinete liso o buje liso, es el tipo de cojinete más simple usado en ingeniería. Su
principio de funcionamiento se basa en la capacidad de deslice entre dos superficies
en contacto, sea por el bajo coeficiente de fricción entre ellas o por la
presencia de un lubricante entre ambas.
En el cojinete de
deslizamiento, dos casquillos tienen un movimiento relativo en
contacto directo, generándose un deslizamiento con fricción, por lo que su
eficiencia será determinada especialmente por la capacidad de reducir en lo
posible la fricción entre los elementos. La reducción del rozamiento se realiza
a través de la selección de materiales y lubricantes.
COJINETE DE DESLIZAMIENTO.
Cojinete de
deslizamiento radial, por:
El cilindro claro es donde iría el árbol
la tapa desmontable para la lubricación (fricción mixta)
El cilindro claro es donde iría el árbol
la tapa desmontable para la lubricación (fricción mixta)
CLASIFICACIÓN:
Los cojinetes se
clasifican en cojinetes de fricción y de rodamiento:
En los cojinetes
de fricción, los árboles giran con deslizamiento en sus apoyos.
En los de
rodamiento, entre el árbol y su apoyo se interponen esferas, cilindros o conos,
logrando que el rozamiento sea solo de rodadura cuyo coeficiente es
notablemente menor.
Por la dirección
del esfuerzo que soportan se clasifican los cojinetes en:
Los cojinetes
radiales impiden el desplazamiento en la dirección del radio.
Los cojinetes
axiales impiden el deslizamiento en la dirección del eje
Los cojinetes
mixtos hacen al mismo tiempo el efecto de los cojinetes radiales y
axiales.
RENDIMIENTO:
El rendimiento de los cojinetes está afectado por las condiciones de
velocidad, materiales en contacto, holguras, temperatura, lubricación, tipo de
carga, etc. El mantenimiento de una película de aceite entre la superficie del
cojinete es de importancia, primordial para reducir la fricción, disipar el
calor y disminuir el desgaste evitando el contacto directo de metal con metal.
Los períodos más críticos de operación ocurren durante el arranque y las
paradas, cuando la carga puede poner en contacto directo las superficies del
cojinete y el eje.
CARACTERÍSTICAS:
El eje debe tener
un acabado suave y de una dureza superior a la del material del cojinete.
Mientras más suave y duro sea el eje, mayor es el rendimiento. La longitud del
cojinete normalmente debe estar entre una y dos veces el diámetro del eje y su
diámetro exterior aproximadamente 25% mayor que el diámetro del eje.
Los materiales
más comunes para cojinetes de manguito son el bronce, el babbit y el latón y
deben tener ranuras de lubricación a menos que sean cojinetes impregnados de
aceites (autolubricadores), recomendables en lugares difíciles o imposibles de
aplicar lubricación. En cuanto sea posible se recomienda aplicar lubricación
adicional lo cual garantiza una vida más larga y mayor rendimiento. La figura
20.3 ilustra varios métodos efectivos de lubricación
NORMAS PARA MANTENIMIENTO:
En la mecanización
y ajuste de los cojinetes de fricción se han de observar escrupulosamente las
tolerancias recomendadas.
Se ha de procurar
que las superficies de gorrones y cojinetes queden perfectamente pulidas y, en
su caso, rectificadas.
Revísese los
cojinetes periódicamente para proceder, cuando sea necesario, a su reparación o
reajuste.
Cuídese muy bien
de que estén siempre lubricados perfectamente.
Para ello, si el
engrase es automático, vigílese su
funcionamiento;
si el engrase es
por engrasador manual, engrásese todos
los días o con la frecuencia que indique la
casa constructora
de la máquina.
Si una máquina
tiene varios engrasadores, llénense de aceite siguiendo siempre el mismo orden.
Así se facilitará y abreviará la operación y se tendrá la seguridad de que no
se ha olvidado ninguno.
Si un cojinete
presenta un calentamiento anormal, averígüese inmediatamente la causa y
corríjase antes de que sea tarde y se llegue a una avería irreparable.
La causa del
calentamiento puede ser la falta o insuficiencia de engrase, el exceso de carga
o de tensión en las correas de las poleas, la falta de alineación o torcedura
de un eje, cuerpos extraños, etc
LUBRICACION
Los aceites de
Petróleo y las grasas han sido reforzados con aditivos químicos a fin de que
puedan reducir el desgaste en los elementos de maquinaria sometidos a un serio
esfuerzo tales como engranajes y levas. Esos aditivos químicos pueden ser
naftenato de plomo, cloro, azufre, fósforo o materias similares. De ordinario
se utilizan como aditivos compuestos que contienen estos elementos para formar,
por reacción con la superficie del metal. Cloruros, sulfuros y fosfuros que
tienen una baja resistencia al cizallamiento y protegen la superficie del
desgaste y la abrasión.
El factor más
importante para establecer las características de rendimiento del cojinete lo
constituye a menudo el método de engrase y la cantidad del mismo
OBJETIVOS DE LA LUBRICACION:
La finalidad de
la lubricación es reducir la fricción. Como se indicó anteriormente el
lubricante debe ser considerado como un elemento constitutivo del cojinete, ya
que al interponerse entre las superficies deslizantes reduce el rozamiento y
por consiguiente el calentamiento y en los cálculos entra en juego su
viscosidad.
RANURAS DE ENGRASE
Para garantizar
un perfecto rodaje y conservación de la forma geométrica y dimensiones del
agujero del cojinete es importante mantener una adecuada lubricación. Para ello
debemos conocer la forma y situación que deben tener las ranuras de
engrase del cojinete.
En un árbol en
reposo la presión del lubricante está centrada. Si el eje gira a poca
velocidad, la línea de presión sufre un desplazamiento en sentido contrario al
giro.
Existen también
cojinetes autolubricados, los cuales están hechos de un material sinterizado, a
base de bronce, cobre y hierro con gran porosidad y capaz de retener hasta un
30-40% de su volumen de aceite haciéndoles destinados para soportar pequeñas
cargas a costa de un inconveniente bastante importante como es el que no se
puede utilizar en contacto directo con el agua y otros fluidos, al igual que
tampoco puede superar temperaturas más elevadas de 100ºC.
TEMPERATURA MÁXIMA
Los valores
convencionales de proyecto de la temperatura de la película de aceite son de
(60 a 70GC) o de (140 a 160GF) pudiéndose tolerar como máximo 93 GC o 200 GF.
A temperaturas
más altas el aceite se oxida rápidamente. Un caso excepcional es el de los
motores de combustión interna, donde el lubricante opera a temperaturas de 175
GC, lo cual obliga a cambios cortos del mismo
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