En la segunda parte de la serie de artículos “cómo fijar correctamente un cojinete”, mostramos algunas opciones para evitar que los cojinetes se movieran dentro de su alojamiento. En este artículo nos centraremos en cómo conseguir un cojinete antirrotación de forma fácil y explicaremos por qué es necesaria la antirrotación.
¿Por qué se necesita un cojinete antirrotación?
Un cojinete de fricción normalmente funciona de la siguiente manera: el montaje a presión en el agujero de la carcasa mantiene el cojinete en su lugar. El eje gira fácilmente en el interior del cojinete debido al bajo coeficiente de fricción y teniendo en cuenta que el cojinete es bastante más económico que el eje, está diseñado para ser una pieza de desgaste. Eso significa que en caso de mantenimiento solo hay que sustituir el cojinete de fricción y no el eje, que tiene un coste más elevado.
Por eso, muchos cojinetes de metal están revestidos con una fina capa de PTFE en el diámetro interior. La capa exterior de metal desempeña la función de parte estructural del cojinete, mientras que la capa de PTFE mantiene el eje funcionando suavemente. Los cojinetes de plástico son más flexibles, ya que ofrecen capacidad de deslizamiento tanto en el diámetro interior como en el exterior. Así que no importa si el eje gira en su interior o si el cojinete gira en el interior del alojamiento, aunque no es la opción más habitual.
Mantener los cojinetes girando, pero ¿dónde?
En realidad, si el cojinete de fricción es el que gira en el alojamiento o si este permanece quieto y son los ejes los que giran dentro de él, no es irrelevante. Normalmente, los ejes están optimizados para el deslizamiento, pero los agujeros del alojamiento, no. De hecho, la mayoría de las veces la calidad del mecanizado de los agujeros de montaje es bastante económica. Se tratan de simples agujeros perforados, cortados por láser o troquelados en una pieza de metal. Producir agujeros con un diámetro interior liso tiene un coste elevado y el material que rodea al agujero suele ser algún tipo de acero de construcción o chapa metálica económica. Por todos estos motivos es recomendable evitar que el cojinete gire en el alojamiento. Mientras que el cojinete en sí no tiene problemas para girar en su diámetro exterior, la superficie en la que lo hará, sí los tiene.
De hecho, las dos superficies de deslizamiento en un sistema de cojinetes tienen la misma importancia. Si la superficie metálica de deslizamiento es demasiado rugosa y abrasiva, el cojinete sufrirá un gran desgaste, lo que dará lugar a tiempos de inactividad más frecuentes o incluso a daños en el cojinete. Por eso es preferible utilizar un cojinete de fricción con ajuste a presión clásico con un eje giratorio en su interior. Por ello, deben buscarse ideas alternativas si no se puede mantener el ajuste a presión.
Libre elección de diseño con cojinetes de plástico
Los cojinetes de fricción hechos de plástico se pueden fabricar en casi cualquier a través de la inyección de plástico en moldes. Las limitaciones conocidas de los cojinetes de metal/PTFE como los espesores de chapas de metal o la necesidad de ranuras de lubricación o boquillas de lubricación que serían necesarias para los cojinetes de bronce, no existen. Además, las tecnologías de fabricación como el moldeo por inyección, la impresión en 3D, la sinterización y el mecanizado de materiales en barra permiten explorar el diseño de piezas con pocas limitaciones. A continuación, exponemos algunas opciones de cómo conseguir un cojinete antirrotación de forma fácil:
Opción 1: Cojinetes antirrotación con agujeros en la valona
Añadir simplemente unos agujeros en la valona puede servir para obtener un cojinete antirrotación, ya sea taladrando los agujeros una vez el cojinete está producido o implementándolos desde un principio en el molde de inyección. A continuación, solo hay que poner los tornillos en el interior y fijar el cojinete a la carcasa. Sin embargo, para cantidades mayores, este diseño no es ventajoso, ya que el montaje necesita mano de obra y, por lo tanto, requiere más tiempo. Además de eso, hay que añadir los costes de los tornillos de cada cojinete.
Opción 2: Cojinetes antirrotación modificando la forma del diámetro exterior para un encaje a presión
Incluso las medidas sencillas pueden ser soluciones fiables y económicas para mantener los cojinetes en su lugar. Cambiando la forma exterior redondeada del cojinete añadiendo un reborde o cualquier otra forma saliente se puede lograr un cojinete antirrotación fácilmente. El aumento del coste del molde de inyección es relativamente bajo. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el agujero del alojamiento también debe tener la forma correspondiente. Además, para el ensamblaje automatizado quizá sea necesario asegurarse de que los cojinetes estén siempre alineados correctamente con el agujero de la carcasa.
Opción 3: Mecanizado / acabado del agujero de montaje
Aunque este tema ya se trató al principio de esta serie de artículos, debería mencionarse como una opción factible. A veces puede ser más económico centrarse en el agujero del alojamiento. Tal vez sea más fácil hacer un alojamiento con una tolerancia adecuada. Normalmente, un alojamiento de tolerancia H7 es suficiente. Si se quiere aumentar el ajuste a presión aún más, también se puede intentar incrementar la rugosidad de la superficie del agujero o disminuir un poco su tamaño nominal. Pero hay que tener cuidado, ya que los ajustes a presión más estrictos pueden conllevar que el material se deforme por la tensión mecánica, lo que resulta en un menor ajuste a presión a lo largo del tiempo.
No siempre tiene que ser una solución personalizada
Por último, no siempre es necesario utilizar una solución hecha a medida, lo que suele conllevar costes adicionales por los moldes de inyección personalizados o los costes de preparación. Algunos fabricantes de cojinetes como igus® ya cuentan con soluciones disponibles en su catálogo. Normalmente están disponibles en stock e incluso es posible descargar los modelos CAD para adaptarlos al diseño más fácilmente. De esta manera se pueden reducir los costes de compra, el tiempo y los costes de desarrollo y diseño.
En definitiva, hay innumerables formas de evitar que los cojinetes se muevan o giren de forma descontrolada. La solución óptima varía en función de la aplicación y del entorno. Si necesitas asesoramiento, no dudes en contactar con nosotros.