INTRODUCCIÓN Los cojinetes de deslizamientos son básicamente anillos cilíndricos de forma tubular, con o sin collar, interpuestos entreun árbol y su alojamiento, con la finalidad de facilitar el movimiento de rotación, soportando cargas y reduciendo las pérdidas por fricción. Por lo general están montados en el agujero con apriete y el árbol desliza en él. Cuando el cojinete dispone de un collar soporta esfuerzos axiales. Los cojinetes de fricción están construidos a partir de materiales que presentan baja de fricción (bronce, estaño, plomo, grafito, Teflón, Politetrofluoretileno, poliamida, Babbit, etc), pueden utilizarse seco o con lubricación. TIPOS DE COJINETES: • SEGÚN SU LUBRICACION • COJINETES CON LUBRICACIÓN LÍMITE – Existe un contacto real entre las superficies sólidas de la pieza móvil y la pieza estacionaria, aunque presente una capa de lubricante • COJINETES CON LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA - La pieza móvil y la pieza estacionaria del sistema están separadas por una película completa de lubricante que soporta a la carga. • SEGÚN MATERIAL DE FABRICACIÓN • COJINETES DE MATERIALES METÁLICOS En este grupo tenemos los cojinetes fabricados de: Bronces colados (En nombre de bronce se aplica a varias aleaciones de cobre con estaño, plomo, zinc o aluminio, solos o en combinación. Ejemplos: Bronce al plomo, bronce colado SAE CA932, Bronces al estaño y bronces al aluminio), Babbitt (Pueden ser a base de plomo o a base de estaño: nominalmente tienen 80% del metal principal), Aluminio y Zinc. JUNIO 2008 1-9 PROF. VLADIMIR DELGADO Al paro.COJINETES DE DESLIZAMIENTO • COJINETES DE MATERIALES SINTERIZADOS También llamados autolubricantes. bajo el efecto centrífugo del movimiento. en polvo a elevada temperatura). grafito. son obtenidos por sinterización (compresión de metales. La superficie que frota puede ser en resina acetal (POM) o en Politetrofluoretileno (PTFE) con adición de un lubricante sólido: plomo. generalmente bronce. el lubricante reanuda su lugar por capilaridad. Están constituidos por 3 capas diferentes. bisulfuro de molibdeno MoS2… JUNIO 2008 2-9 PROF. es aspirado y formado un cojín de aceite. La base es una chapa de acero cubierta de una capa de bronce sinterizado. Los poros contienen lubricante que. los cuales deja una alta porosidad en el material (porosidades entre 15 y 35% en volumen). • COJINETES COMPUESTOS Ellos pueden funcionar tanto seco como con un ligero engrase al montaje bajo velocidades periféricas inferiores a 3 m/s. VLADIMIR DELGADO . VLADIMIR DELGADO .Politetrafloruroetileno PA – Poliamida PPS – Sulfuro de polifenileno PVDF – Floruro de polivinilideno PEEK – Polieteretercetona PEI – Polieterimida PES – Polietersulfona COJINETES CON LUBRICACIÓN LIMITE O “SECOS” PÉRDIDAS POR FRICCIÓN Consideremos el árbol 2. de radio R y el cojinete 1. Inconvenientes: baja resistencia que limita su capacidad de carga y un escaso coeficiente de conductividad térmico que impiden una buena evacuación de las calorías.COJINETES DE DESLIZAMIENTO • COJINETES PLÁSTICOS O POLIMÉRICOS (NYLON. PTFE . Estos se someten a las siguientes acciones mecánicas exteriores. bases…). sobre todo. PTFE. ACETAL…) Son utilizados. cuando es necesario tener una gran resistencia química (ácidos. JUNIO 2008 3-9 PROF. subida de la temperatura. (N. es necesario añadir el par de fricción del árbol contra el hombro. VLADIMIR DELGADO .COJINETES DE DESLIZAMIENTO Cm: Par torsor mínimo que implica la rotación de 2/1. La subida de la temperatura modifica: • • • Los juegos de funcionamiento (riesgo de agarrotamiento por insuficiente juego inicial). Por el árbol: Superficie de intercambio limitada. En caso de utilización de cojinetes con collares. Las características físicas de los materiales. (N) F1/2: Acción mecánica del cojinete 1 sobre el árbol 2 (N). Se puede entonces determinar la potencia perdida por fricción: P = Cf x W donde: P: Potencia expresada en Vatio (W) Cf : Par de fricciones (N. Durante la rotación en régimen permanente (velocidad constante y deslizamiento de 2/1) hay equilibrio de los momentos y resultados. quién se divide en un componente normal al contacto (N) y un componente tangencial (T).m) F: Fuerza radial sobre el árbol 2. Las calidades del lubricante. El calor se disipa: • • Por el armazón: Superficie de intercambio importante. En todos los casos el juego inicial instalado en el montaje debe ser superior a la reducción debida a la dilatación. JUNIO 2008 4-9 PROF.m) W : Velocidad angular (en rad/s) Esta potencia corresponde a la energía que es necesario disipar para cada unidad de tiempo en forma de calor. escasa subida de la temperatura. PV = Presión diametral (N/mm2) X Velocidad periférica (m/s) JUNIO 2008 5-9 PROF. longitud del cojinete…) obligan regularmente a introducir los conceptos de presión diametral P y de producto PV. Una vez que este diámetro d se conoce.COJINETES DE DESLIZAMIENTO DIMENSIÓN DE LOS COJINETES “SECOS” Para elegir un cojinete es necesario determinar tres parámetros: • • • d. Este factor es determinante en la dimensión del cojinete. En caso de rebasamiento. L . Para elecciones precisas utilizar los documentos fabricantes. VLADIMIR DELGADO . Sin embargo estos cálculos (duración de vida. la temperatura del transporte aumenta y la destrucción es rápida.Diámetro interior: fijado por el diámetro del árbol utilizado en la conexión pivote. es posible conocer la velocidad periférica V Donde: V – Velocidad periférica (m/s) n – Velocidad de giro (r.m.) d – Diámetro de giro (mm) El procedimiento de cálculo varía sensiblemente de una familia al otro y de un fabricante al otro.p. Tipo de cojinete.Longitud del cojinete. Su valor permite medir la capacidad del material para soportar la energía generada por la fricción. 200 a 280 140 1. (m/s) 2 (N/mm ) Bronce 6 -20 a 100 20 1. Por otro lado.5 Glaciar PTFE 13 400 5 0.7 Bronce-estaño 7-8 250 20 a 30 1. el sector definido bajo la curva.8 .0.5 Grafito 7-8 >250 7 a 35 1.280 20 0.9 .1 Bronce-plomo 2-3 -80 . VLADIMIR DELGADO . tomando para el diseño.V admisible en Tipos de cojinete máximo de funcionamiento Admisible funcionamiento admisible (m/s) (°C) (N/mm2).1 .5 .3 Nylon 2-3 -40 . en vez de dar información de producto PV.8 PTFE Compuesto 2. JUNIO 2008 6-9 PROF.1 Acétal Un valor práctico de diseño para PV es la mitad del valor admisible.2.1. tenemos fabricantes que ofrecen diagramas P vs V.5 -40 a 120 140 3 POM 3 -200 .8 Sinterizado Compuesto 2.120 7 a 10 0. Estos diagramas ayudan a los cálculos requeridos.100 7 a 10 0.COJINETES DE DESLIZAMIENTO VALORES DE REFERENCIA COMPARATIVOS DE LOS COJINETES USUALES Presión diametral Velocidad Temperaturas límite Producto P. COJINETES DE DESLIZAMIENTO MONTAJE JUNIO 2008 7-9 PROF. VLADIMIR DELGADO . El grosor más bajo de la película de aceite (h0) varía entre 0. La velocidad tangencial del árbol por acción de la rotación. Las alimentaciones (canal de llegada. Permanentemente una película de aceite separa las dos superficies respectivas (régimen hidrodinámico). JUNIO 2008 8-9 PROF. La alimentación en aceite debe ser suficiente para compensar las fugas laterales. a condición de que sea suficiente. y 0. crea una fuerza de sustentación hidrodinámica comparable al esquí náutico o al hidrodeslizamiento.008 mm. VLADIMIR DELGADO . surco de engrase) se colocan generalmente en la zona donde hay depresión.020 mm.COJINETES DE DESLIZAMIENTO COJINETES DE DESLIZAMIENTO HIDRODINÁMICOS Se asemejan a los cojinetes secos con una diferencia fundamental: en funcionamiento normal no hay nunca contacto metal sobre metal entre el árbol y el cojinete. excepto al comienzo. El desgaste entonces es prácticamente nulo y la fuerzas de fricciones reducidas. COJINETES DE DESLIZAMIENTO JUNIO 2008 9-9 PROF. VLADIMIR DELGADO .