Encontrar el cojinete adecuado: 7 principios esenciales

Genoveva de Ros | 7 septiembre, 2020

Autor: Lars Butenschön

Saber qué factores ambientales afectan a la vida útil de un cojinete de fricción es relativamente sencillo. Resulta fácil suponer que una gran cantidad de polvo fino no contribuye a una larga vida útil del cojinete. Tampoco sorprende a nadie que una temperatura ambiente de 500 °C pueda causar dificultades en la elección del lubricante adecuado. Y, sin embargo, a menudo estos aspectos básicos se nos pasan por alto al haber otros requisitos aparentemente más importantes que deben cumplir no solo los cojinetes, sino todo el sistema en sí. Entonces, ¿cuáles son los aspectos importantes? ¿Y qué cojinetes son adecuados para qué factores?

Velocidad y tipos de movimiento

Un cojinete no sería un cojinete si no hubiera movimiento. Por eso, este aspecto es el primero de la lista. Aunque en la práctica, la primera pregunta que suele hacerse es: «¿cuánta carga puede soportar?».

Pero volvamos al tema: el factor decisivo es el tipo de movimiento que se realiza. ¿Debe girar? ¿O simplemente debe desplazarse hacia adelante y hacia atrás en un ángulo determinado? ¿Tiene que ser rápido? ¿O lento? ¿Qué significa rápido para ti? ¿Una revolución cada 2 minutos? ¿O 500 por minuto? Y si es así, ¿Durante cuánto tiempo? ¿1 segundo? ¿1 hora? ¿Para siempre?

He aquí una regla de oro: los rodamientos de bolas o de agujas son más adecuados para rotaciones rápidas y continuas que los cojinetes de fricción. Sin embargo, los cojinetes de fricción también son apropiados para revoluciones lentas y medias.

¿Cuál es la fuerza que actúa sobre el cojinete de fricción en relación con su sección transversal1?

Cálculo de la superficie de apoyo de un cojinete de fricción
Cálculo de la superficie de apoyo (Traganteil en alemán) de un cojinete de fricción

Aquí es donde se producen muchos conceptos erróneos. En el día a día, la gente se fija más en la carga suspendida (o apoyada) sobre el cojinete que en la presión real que resulta de la misma. En pocas palabras: no tienen en cuenta el tamaño del cojinete que soporta el peso.

Al aumentar el tamaño de un cojinete > disminuye drásticamente la presión sobre el material.

A menudo, la carga de miles de newtons se reduce a una presión sorprendentemente baja, que es la que realmente actúa sobre el cojinete.

Otro concepto erróneo común: espesor de pared más grueso = más capacidad de carga

Al final, el cliente entiende que no necesariamente tiene que ser un cojinete de metal caro y pesado solo porque las cargas parezcan altas a simple vista. Si el cojinete está suficientemente dimensionado, también serán adecuados los materiales más blandos, que suelen ser mucho más económicos y ligeros.

1Sección transversal > longitud del cojinete x diámetro interior

¿Qué tipo de estrés es este?

Si fuera puramente una cuestión de la resistencia a la compresión (capacidad de resistir la presión), la mayoría de los cojinetes no estarían hechos de metales o plásticos caros, sino de piedra. Normalmente, las cargas en los cojinetes no son estáticas y, a menudo, no funcionan en una sola dirección. Los cojinetes empujan y tiran en diferentes direcciones al mismo tiempo. También se cortan, tuercen, hinchan y luego se agitan, vibran o se someten a golpes. Los términos de ingeniería mecánica son cargas estáticas y cargas dinámicas para cargas constantes o alternantes.

No solo importa la resistencia a la compresión de un material, sino también la resistencia a la tracción, la resistencia a la cizalladura y la elasticidad

De repente, el material más duro ya no es el mejor.

Temperatura

Temperatura del cojinete

De forma totalmente injustificada, este aspecto se encuentra solo en cuarto lugar. ¿Por qué resulta injustificado? Porque el desgaste, y por tanto la vida útil, no se trata de meras velocidades o pruebas de tracción en los bancos de pruebas de carga, sino que se trata del calor; el calor producido por la fricción. No es casualidad que el llamado valor PxV juegue un papel tan importante (aunque no es el único).

El calor generado por la fricción determina la funcionalidad de un cojinete

Cuanto mayor es la presión y la velocidad de movimiento, mayor es el calor generado. Si se genera más calor del que se puede disipar, el cojinete se calienta y se desgasta o se cae. El desarrollo del calor en el cojinete no solo se ve influido por el calor generado, sino también por la conductividad térmica del material del cojinete, el eje y el alojamiento del cojinete, así como la temperatura ambiente. Estos son factores clave para la selección de los materiales de los cojinetes y los posibles lubricantes necesarios.

Suciedad y polvo

En principio, dependiendo de la cantidad y la naturaleza del material, ni la suciedad ni el polvo son convenientes para los cojinetes de cualquier tipo. No importa si son cojinetes de fricción, de rodillos o rodamientos de bolas, ya sea con un funcionamiento en seco o lubricado. No obstante, como los diferentes tipos de cojinetes “sufren” de manera diferente bajo estas influencias y las medidas de protección son más complejas dependiendo del diseño, este aspecto juega un papel importante. A menudo se utilizan sistemas de sellado complejos para mantener el lubricante en el interior del cojinete y la suciedad fuera del mismo. Otra posibilidad es la lubricación constante de grasa en los agujeros (que es también la razón por la que, por ejemplo, algunas grasas salen de los puntos de articulación).

Contacto con fluidos y gases

Este aspecto se refiere a los productos químicos y las sustancias con las que el cojinete entra en contacto. No es de extrañar que juegue un papel importante el hecho de que el cojinete tenga que utilizarse bajo el agua, estar en contacto con gas o limpiarse regularmente. En estos casos, se recomienda consultar con mayor detenimiento las tablas sobre la resistencia a los fluidos/químicos de los respectivos materiales para cojinetes. Sin embargo, a menudo es necesario realizar pruebas con las condiciones de la aplicación. En general, aquí es donde los cojinetes de fricción hechos de plástico y autolubricados demuestran sus principales ventajas: son resistentes a la corrosión y no requieren de lubricantes externos.

El eje

Por último, otro aspecto a menudo infravalorado, pero especialmente relevante para los cojinetes de fricción:

Los cojinetes de fricción normalmente están diseñados para que un eje se mueva en su interior, mientras que ellos se encuentran fijos en un alojamiento

Cojinete plástico fijo en el alojamiento, eje móvil
Cojinete fijo en el alojamiento, eje móvil

El tipo y la calidad de la superficie del eje es especialmente importante. No solo la rugosidad de la superficie, sino también la dureza juega un papel importante. Por ejemplo, los cojinetes de plástico son más adecuados que los de metal, especialmente para los aceros más blandos o el aluminio. A menudo, incluso un endurecimiento superficial es suficiente para la protección óptima contra el desgaste.

Conclusión

No todas las aplicaciones requieren un análisis detallado de estos aspectos. No obstante, a menudo desempeñan un papel importante, especialmente al combinarse, en la mayoría de soluciones con cojinetes de plástico. Si se quieren tener en cuenta todos los factores mencionados anteriormente, la selección del cojinete idóneo y la reducción del desgaste al mínimo resulta difícil solamente consultando los catálogos y las fichas técnicas. En este caso, nuestros configuradores online como por ejemplo nuestro sistema experto para cojinetes plásticos o el servicio de asesoramiento personalizado dado por nuestro equipo técnico de igus contribuirá a agilizar el proceso y evitar búsquedas difíciles.

1 0
Compartenos
You are also welcome to comment on the article - we look forward to your opinion!

Palabras clave:

cojinetes iglidur

Newsletter:

Suscríbete al boletín de noticias:

Seleccionar lista(s)*