La guia completa dels coixinets

La guia completa dels coixinets

Un coixinet és una peça de precisió que aconsegueix un moviment rotatiu o lineal en l'equip, i s'utilitza per reduir la fricció entre les peces mòbils i augmentar la velocitat i l'eficiència de les peces mòbils. Al mateix temps, els coixinets també estan sotmesos a diverses càrregues d'esforç per suportar altres parts de la màquina.

Quan dues peces metàl·liques entren en contacte dins d'una màquina, es crea molta fricció, que amb el temps provoca un desgast del material. Els coixinets redueixen la fricció i faciliten el moviment al tenir dues superfícies que roden l'una contra l'altra.

El tipus d'elements rodants d'un coixinet Aquestes superfícies poden variar en funció de l'aplicació real del coixinet, però generalment un coixinet consta de dos anells o discs amb pistes de rodadura, elements rodants com corrons o boles Rodament sobre superfícies metàl·liques i superfícies metàl·liques exteriors, i gàbies que subjecten els rodets i guien els elements rodants.

De manera similar a les rodes, els coixinets tenen dues funcions clau en un sistema: transmeten el moviment permetent que els components giren entre si, i transmeten la força per lliscament o rodament. Depenent de la construcció del coixinet, la càrrega que actua sobre el coixinet pot ser radial o axial.

rodaments

L'objectiu d'aquesta guia és familiaritzar-vos amb els tipus de coixinets més comuns, les seves característiques de disseny i modes d'operació, la manera com gestionen les forces, els procediments d'instal·lació i manteniment adequats i els problemes més comuns que poden provocar que els coixinets fallin.

1. Classificació dels coixinets

Els coixinets es poden classificar segons diferents criteris com ara el disseny i el mode de funcionament, el moviment admissible o la direcció de la càrrega. Des del punt de vista del disseny, els coixinets es poden dividir en:

Coixinets llis - També coneguts com a coixinets o coixinets, aquests són el tipus de coixinet més senzill. Tenen una forma cilíndrica sense peces mòbils i s'utilitzen normalment en màquines amb conjunts d'eix giratori o lliscant. Els coixinets llis poden ser de metall o plàstic i poden utilitzar un lubricant com l'oli o el grafit per reduir la fricció entre l'eix i el seu orifici giratori. Normalment, s'utilitzen per a moviments de lliscament, rotació, oscil·lació o alternança.

Coixinets llisos

Tipus d'elements rodants en coixinets

Rodaments – Aquests coixinets tenen un disseny complex i s'utilitzen per suportar càrregues més altes. Consten d'elements rodants com boles o cilindres col·locats entre pistes giratòries i fixes. El moviment relatiu de l'anell del seient provoca el moviment dels elements rodants, amb menys fricció i menys lliscament. Els coixinets s'utilitzen en aplicacions rotatives per transferir càrregues entre peces de la màquina o per guiar elements de la màquina com rodes, eixos i eixos. Tenen una fricció baixa, una alta precisió i són capaços d'altes velocitats de rotació amb baix soroll, baixa calor i baix consum d'energia. Els coixinets són rendibles, intercanviables i s'ajusten als estàndards dimensionals internacionals.

Rodaments

Segons la forma dels elements rodants, aquests coixinets es poden dividir en coixinets de boles i coixinets de rodets, i hi ha diversos subtipus: coixinets de rodets cilíndrics, coixinets de rodets esfèrics, coixinets de rodets cònics, coixinets de rodets d'agulles i coixinets d'engranatges.

Coixinets fluids – Com el seu nom indica, aquests coixinets contenen una capa de fluid entre les superfícies del coixinet. El fluid pot ser un líquid o gas a pressió i es distribueix en una capa fina i ràpida entre els anells interior i exterior. Com que les superfícies dels coixinets no estan en contacte directe, no hi ha fricció de lliscament en aquests tipus de coixinets, de manera que la fricció i el desgast generals d'aquests components són molt més baixos que en els coixinets.

Coixinets magnètics – Aquests coixinets utilitzen la levitació magnètica per suportar la càrrega, el que significa que no hi ha contacte superficial dins del coixinet. En eliminar la fricció i el desgast del material, els coixinets magnètics proporcionen una vida útil més llarga i poden suportar les velocitats més altes de tots els tipus de coixinets. Aquests components solen ser la primera opció per a aplicacions industrials com ara la refinació de petroli, el processament de gas o la generació d'energia, però també per a aplicacions d'òptica i buit d'alta velocitat.

Analitzarem els tipus de coixinets més comuns en detall en els capítols posteriors d'aquesta guia, però de moment passarem a la classificació dels coixinets.

Direcció de càrrega del coixinet

Un altre criteri per classificar els coixinets és la direcció de càrrega que poden acomodar. Des d'aquest punt de vista, els coixinets es divideixen en tres categories: coixinets radials, coixinets d'empenta i coixinets lineals.

Direcció de càrrega del coixinet

L'angle de contacte entre el coixinet i l'eix determina el tipus de coixinet: l'angle de contacte del coixinet radial és inferior a 45 °, mentre que l'angle de contacte del coixinet d'empenta és superior a 45 °.

Els coixinets lineals guien les peces mòbils en línia recta. També es coneixen com a guies lineals i tenen dues formes principals: rodones i quadrades.

Els coixinets radials poden suportar càrregues que cauen verticalment sobre l'eix. Segons el disseny, també poden suportar algunes càrregues axials en una o ambdues direccions. Els coixinets radials es munten perpendicularment a l'eix de l'eix. Els coixinets llisos, també coneguts com a coixinets de roda, s'utilitzen habitualment coixinets radials.

Els coixinets d'empenta experimenten càrregues paral·leles a l'eix del coixinet, de manera que estan dissenyats per acomodar forces en la mateixa direcció que l'eix (càrrega axial).

Segons el seu disseny, aquests coixinets poden suportar càrregues purament axials en una o ambdues direccions, i de vegades algunes càrregues radials, però a diferència dels coixinets radials, aquests components no poden suportar velocitats molt elevades.

Nota: atès que tant els coixinets llis com els rodaments poden transmetre càrregues tant en direccions radials com axials, l'elecció del disseny del coixinet depèn dels requisits de l'aplicació.

2. Disseny i aplicacions dels coixinets de fricció

Com s'ha esmentat anteriorment, hi ha dos tipus principals d'estructures de coixinets: coixinets llis i coixinets de rodament. Vegem quins són els subtipus més comuns d'aquestes categories i què els diferencia pel que fa a disseny, material i aplicació.

Rodament pla

Els coixinets llis estan fets d'una sola superfície de rodament i no tenen peces rodants. El disseny depèn del tipus de moviment requerit i de les càrregues que ha de suportar el coixinet. Aquestes peces de la màquina són més silencioses en funcionament que els coixinets, costen menys i requereixen menys espai.

D'altra banda, tenen una major fricció entre les seves superfícies, la qual cosa comporta un major consum d'energia de la màquina i és propens a danyar-se si les impureses entren al lubricant.

Els coixinets llisos poden ser de diferents materials, però han de ser duradors, de baix desgast i fricció, resistents a altes temperatures i corrosió. Normalment, la superfície de suport està formada per almenys dos components, un més suau i un altre més dur. Els materials habituals inclouen babbitt (un material dual format per una carcassa metàl·lica i una superfície de suport de plàstic), ferro colat, bronze, grafit, així com ceràmica i plàstics.

Tot i que els coixinets de fricció generalment requereixen lubricació, són, almenys en teoria, capaços de funcionar indefinidament, de manera que es poden utilitzar en aplicacions on la fallada d'aquests components tindria conseqüències greus. Alguns exemples inclouen turbines industrials grans, com ara turbines de vapor a les centrals elèctriques, compressors que funcionen en aplicacions crítiques, motors d'automoció, aplicacions marines, etc.

Coixinet llis 2

Pel que fa als principals tipus de coixinets de fricció, hi ha tres categories importants des d'un punt de vista estructural: coixinets o coixinets, coixinets sòlids i coixinets de fricció de dues peces. Una altra classificació de coixinets de fricció els divideix en coixinets hidrodinàmics i hidrostàtics.

Coixinets esfèrics

Els coixinets esfèrics tenen un anell interior amb una superfície exterior convexa i un anell exterior amb una superfície interior còncava. Els dos anells encaixen junts de manera que no hi ha elements rodants entremig. Tanmateix, depenent del material utilitzat per a l'anell, es pot aplicar un recobriment per reduir el desgast.

Els coixinets amb ambdós anells d'acer requereixen manteniment perquè tenen superfícies de contacte de lliscament endurides en ambdós anells. Estan recoberts amb materials com el bisulfur de molibdè, el crom dur o el fosfat per augmentar la resistència al desgast i a la corrosió. Per facilitar la relubricació, aquests coixinets tenen forats de lubricació i ranures anulars.

Coixinets esfèrics (acer sobre acer) que requereixen manteniment són adequats per a aplicacions que impliquen càrregues pesades en direccions alternes, càrregues estàtiques pesades o càrregues de xoc.

Coixinets esfèrics sense manteniment són adequats per a aplicacions que requereixen una vida útil llarga i sense manteniment, com ara màquines i components que són difícils de relubricar. Aquests coixinets solen estar fets de materials com acer i compostos de PTFE, teixits de PTFE o aliatges de coure. La capacitat de suportar càrregues dinàmiques és superior a la dels coixinets d'acer sobre acer i, a causa dels materials utilitzats, aquests coixinets tenen una fricció més baixa.

Coixinets esfèrics

Depenent del material, l'anell exterior es pot pressionar al voltant de l'anell interior o pot tenir o pot tenir divisions radials que es mantenen juntes per cargols. Les superfícies de contacte es poden recobrir amb crom, PTFE o fosfat per augmentar la resistència al desgast i a la corrosió. En alguns dissenys, es poden afegir segells per reduir la contaminació i allargar la vida útil del coixinet.

Els coixinets esfèrics s'utilitzen en aplicacions on s'ha d'acomodar el moviment alineat entre l'eix i la carcassa. Quan poden suportar càrregues i cops pesats, també s'anomenen coixinets esfèrics de càrrega pesada.

Caps de vareta

Caps de vareta consisteixen en un cap d'ull amb tija integral, que serveix d'allotjament per a coixinets esfèrics. Els fils interns solen ser esquerrans o interns, mentre que els fils externs són externs.

El coixinet es fixa dins de la carcassa, de manera que a diferència dels coixinets esfèrics que proporcionen una capacitat de desalineació, els extrems de la barra no tenen aquesta característica. No obstant això, són molt fàcils d'instal·lar, ofereixen un disseny compacte i lleuger i són bones alternatives als elements tradicionals de tancament. S'utilitzen habitualment en barres de control, mecanismes i enllaços, els extrems de barra són fàcils d'integrar en una varietat d'aplicacions.

Igual que els coixinets esfèrics, els extrems de barra poden no necessitar manteniment o requereixen manteniment. Els extrems de barra d'acer sobre acer i acer sobre bronze tenen bones superfícies de lliscament resistents al desgast, però requereixen una lubricació regular. Són adequats per a aplicacions que impliquen càrregues altes pesades. En el cas dels extrems de barra sense manteniment, solen estar fets de materials com acer i compost de PTFE o acer i teixit de PTFE, en aquest cas la fricció és molt menor. Aquests coixinets són adequats per a aplicacions que requereixen una llarga vida útil del coixinet, difícil de relubricar i una direcció de càrrega constant.

extrems de vareta 2

Empunyadura

El tipus més comú de coixinet llis és el bussol, que és un element separat inserit a la carcassa per proporcionar una superfície de suport. La forma sol ser cilíndrica i la configuració estàndard és el coixinet de màniga i el coixinet de brida. Els coixinets de màniga tenen superfícies interiors i exteriors rectes i el mateix diàmetre, mentre que els coixinets amb brida tenen una brida en un extrem que s'utilitza per localitzar components en el conjunt i, de vegades, per cobrir els forats de muntatge i mantenir el coixinet al seu lloc.

A més, també es poden revestir coixinets de fricció, en aquest cas s'utilitzen diferents materials per a les superfícies interior i exterior. Els casquets s'utilitzen per al moviment lineal, el moviment oscil·lant i el moviment rotatiu, els casquets rectes són adequats per suportar càrregues radials i els casquilles amb brides poden suportar càrregues radials i axials en una direcció.

A diferència dels rodaments, els coixinets lliscants (inclosos els coixinets) funcionen per lliscament. La seva construcció pot ser simple o multicapa, depenent de la resistència requerida. Els coixinets llis estan fets de diversos materials i solen ser autolubricants, una especificitat que garanteix un funcionament més suau i una major durabilitat.

Els materials més comuns per a casquilles són els metalls fosos i mecanitzats, la ceràmica, els compostos enrotllats per filaments, els materials polímers estabilitzats i les combinacions d'aquests materials. Pel que fa als lubricants, es poden utilitzar tant sòlids com líquids, però els lubricants sòlids solen funcionar a temperatures més elevades que els lubricants a base d'oli o greix. Per a algunes aplicacions, el casquet s'assecarà sense lubricació addicional.

bussol

Les mànigues poden ser sòlides, dividides o trencades en construcció. La diferència entre els coixinets sòlids i dividits (coixinet embolicat) és que aquest últim té un retall al llarg de la seva longitud per facilitar la instal·lació. Els coixinets de fixació són similars als coixinets dividits, però tenen broquets als retalls on s'uneixen les peces.

coixinet embolicat

Normalment, en lloc de pressionar-se en una carcassa, els casquets lineals es fixen mitjançant anells de retenció o anells modelats al diàmetre exterior del casquet. Quan els buixos s'utilitzen de manera similar a les volanderes, s'anomenen volanderes d'empenta. Tanmateix, hi ha una diferència entre ells: a diferència de les calces o volanderes estàndard, les volanderes d'empenta han de portar càrregues i no s'han de desgastar amb el pas del temps.

Casquet autolubricant

Un tipus especial de casquillo és un casquet autolubricant en el qual es forma una pel·lícula lubricant sòlida dins del coixinet mitjançant la transferència d'una petita quantitat de material superficial. Això es produeix durant el període inicial de rodament del coixinet, però la quantitat de material transferida és prou petita com per no afectar la funció i les característiques de manipulació de càrrega del coixinet.

La pel·lícula està en contacte amb totes les parts mòbils de l'equip, lubricant-les i protegint-les, contribuint així a allargar la vida útil dels coixinets. En fer-ho, elimina la necessitat de lubricació addicional i redueix els costos de manteniment. A causa de les parets més fines, els casquets autolubricants tenen l'avantatge de ser més lleugers i tenir una excel·lent resistència al desgast. Poden suportar càrregues elevades i tenen un disseny simplificat, que és econòmic a llarg termini.

Coixinet llis de dues peces

Com a coixinets complets, els coixinets llis de dues peces s'utilitzen en maquinària industrial on es requereixen diàmetres més grans, com ara coixinets del cigonyal. Consten de dues parts anomenades petxines que es mantenen al seu lloc mitjançant diferents mecanismes.

Si les closques són grans i gruixudes, podeu utilitzar botons o tacs per col·locar-les. La parada del botó es cargola a la carcassa i les taques connecten les dues carcasses. Una altra possibilitat és utilitzar tacs a la vora de la línia de separació en relació amb l'osca de la carcassa per evitar que la carcassa es mogui després de la instal·lació.

Els coixinets de rodament tenen menor fricció i menors requisits de lubricació que els coixinets llis. La seva funció és suportar i guiar els elements rotatius i oscil·lants de la màquina, com ara eixos, rodes o eixos, i transferir càrregues entre les diferents parts del conjunt.

Venen en mides estàndard, són fàcils i rendibles de substituir. En minimitzar la fricció i permetre altes velocitats de rotació, aquests coixinets redueixen el consum de calor i energia, augmentant l'eficiència del procés.

Els coixinets antifricció solen consistir en dues vies de rodadura: un anell interior i un anell exterior, els elements rodants poden ser boles o rodets i una gàbia que separa els elements rodants a intervals específics i els manté al seu lloc dins de la pista. posició alhora que els permet girar lliurement.

rodaments

Els canals són la part del coixinet que suporta les càrregues aplicades a l'equip. Quan s'instal·la un coixinet en un conjunt, l'anell interior del coixinet s'adapta al voltant de l'eix o l'eix i l'anell exterior s'adapta a la carcassa.

L'anell sol estar fet d'acer especial d'aliatge de crom amb alta puresa i gran duresa, que s'apaga, es rectifica i es polia. També es poden utilitzar materials d'acer inoxidable, ceràmica i plàstic, especialment en àrees on es pot requerir un pes més lleuger, com ara la indústria de l'automòbil. Tot i així, aquests materials no poden suportar les mateixes temperatures ni càrregues que l'acer.

Gàbia_manté els elements rodants al seu lloc i evita que caiguin mentre giren. A causa del disseny del coixinet, la càrrega no actua directament sobre la gàbia. El component es pot fabricar mitjançant diferents mètodes, però els tipus comuns inclouen gàbies estampades, conformades i mecanitzades. Pel que fa als materials, les opcions habituals inclouen acer, plàstic i llautó.

Finalment, els elements rodants es divideixen en dos grans grups, que també distingeixen els tipus bàsics de rodaments: elements de boles en rodaments de boles i rodets en rodaments de rodets. Per a les boles, el contacte amb la pista de rodadura és en un punt específic, mentre que per als corrons, la superfície de contacte és lleugerament més gran i lineal.

Aquestes característiques fan que els coixinets de boles siguin adequats per a aplicacions que requereixen velocitats més altes perquè la petita àrea de contacte proporciona una baixa fricció de rodament. Tanmateix, els coixinets de boles tenen una capacitat de càrrega limitada, de manera que en aplicacions que impliquen càrregues més pesades, es poden preferir els coixinets de rodets. Els coixinets de rodets tenen una major fricció i una millor capacitat de càrrega a causa del major contacte amb les pistes, però a velocitats més baixes.

Els corrons poden ser cilíndrics, cònics, esfèrics o en forma d'agulla i, com les boles, estan fets d'acer d'aliatge de crom d'alta puresa. De vegades, també es poden utilitzar materials especials com la ceràmica o els plàstics.

Rodaments i rodaments de boles

  • Rodaments de boles: Els coixinets de boles consisteixen en boles que formen punts de contacte amb les pistes de rodadura de l'anell. A mesura que augmenta la càrrega sobre el coixinet, fa que l'àrea de contacte del coixinet es torni ovalada. A causa de la petita àrea de contacte, els coixinets de boles poden adaptar-se a altes velocitats, però la seva capacitat de càrrega està limitada pel seu disseny.

  • Rodaments: En els rodaments, els corrons formen una línia de contacte amb la pista anular. Un augment de la càrrega fa que la línia de contacte es torni rectangular, vegeu la figura 2. A causa de l'àrea de contacte més gran, pot portar càrregues més pesades, però girarà lentament que un coixinet de boles de mida similar.

Parts de coixinets

Anell interior i pista (A): L'anell interior és un anell més petit a l'eix. Es troba a la pista exterior (D).

  • Als coixinets de rodets, les pistes són planes o afilades amb brides que mantenen els corrons al seu lloc.

  • Al coixinet de boles, talleu una ranura a la seva circumferència exterior.

Elements rodants (B): El coixinet és lliure de girar a causa de boles o corrons fixats entre els anells interior i exterior. Si no estan presents, la fricció entre les pistes pot danyar ràpidament el coixinet. Les boles i els rodets dels coixinets es fabriquen amb especificacions simètriques exactes, ja que els elements rodants asimètrics degraden el rendiment del coixinet. Els elements rodants depenen molt de la seva qualitat superficial, ja que afecta la suavitat amb què giren. La fricció genera calor, escurçant la vida útil del coixinet i augmentant el soroll del coixinet.

Gàbia de coixinets (C): La gàbia de coixinets subjecta les boles o corrons entre les pistes interiors i exteriors. Això garanteix que les boles / rodets puguin girar lliurement, però mantenen el pas.

Carretera exterior (D): El coixinet consta d'una pista exterior i una pista interior (anell) que conté boles o corrons.

  • Als coixinets de rodets, la pista exterior és plana, esfèrica o cònic amb brides que mantenen els corrons al seu lloc.

  • Als coixinets de boles, talleu una ranura al llarg de la circumferència interior de la pista per mantenir les boles al seu lloc.

Coixinet complet (E): Quan totes les peces estan acoblades, formen el coixinet. Els elements rodants poden quedar exposats, tal com es mostra a la figura 3 (E), i aquests requereixen una lubricació adequada per funcionar correctament. Els coixinets es poden equipar amb segells, que protegeixen els elements rodants del medi ambient i ja estan lubricats.

Quan es parla de coixinets, és important parlar de càrregues. La càrrega és la força que actua sobre el coixinet. Un coixinet carregat actualment té una força que actua sobre ell, mentre que un coixinet sense càrrega no. Cal tenir en compte diversos factors de càrrega, com ara la direcció de la càrrega, el tipus de càrrega i les condicions de càrrega.

  • Càrrega radial: Una càrrega radial és qualsevol càrrega que actua en angle recte amb l'eix del coixinet.

  • Càrrega axial: Una càrrega axial o d'empenta és qualsevol càrrega que actua al llarg de l'eix del coixinet.

  • Càrrega combinada: Una càrrega combinada és una combinació de components de càrrega radial i axial.

suportant càrrega radial

Càrrega radial

rodament-càrrega axial

Càrrega axial

coixinet-càrrega combinada

Càrrega combinada

tipus de càrrega

Càrregues dinàmiques: Són les forces de rotació que actuen sobre el coixinet mentre gira. Aquestes càrregues condueixen al desgast dels coixinets.

Càrregues estàtiques: Càrregues punta contínuament altes o intermitents. Sota càrrega estàtica, la resistència del material del coixinet és el factor limitant.
condició de càrrega

condició de càrrega

Càrrega constant: Sota càrrega constant, la direcció de càrrega no canvia i la mateixa part del coixinet es carrega contínuament, també coneguda com a zona de càrrega.

Càrrega alterna: Sota càrrega alterna, les zones del coixinet adjacents entre si es carreguen i descarreguen alternativament.

Aquestes característiques fan que els coixinets de boles siguin adequats per a aplicacions que requereixen velocitats més altes perquè la petita àrea de contacte proporciona una baixa fricció de rodament. Tanmateix, els coixinets de boles tenen una capacitat de càrrega limitada, de manera que en aplicacions que impliquen càrregues més pesades, es poden preferir els coixinets de rodets. Els coixinets de rodets tenen una major fricció i una millor capacitat de càrrega a causa del major contacte amb les pistes, però a velocitats més baixes.

Els corrons poden ser cilíndrics, cònics, esfèrics o en forma d'agulla i, com les boles, estan fets d'acer d'aliatge de crom d'alta puresa. De vegades, també es poden utilitzar materials especials com la ceràmica o els plàstics.

Rodaments de boles

Segons la configuració dels anells, rodaments de boles es divideixen en dues categories: coixinets de boles de ranura profunda i coixinets de boles de contacte angular. Tots dos tipus poden suportar la força radial i la força axial, de manera que es poden dividir en coixinets de boles radials i coixinets de boles d'empenta.

Un altre criteri de classificació inclou el nombre de files rodants: simple, doble o quàdruple, i la separació o no separació entre els anells.

Tenint en compte tots aquests criteris, podem distingir diversos models de coixinets de boles:

  • Coixinets de boles profunds d'una sola fila,

  • Coixinets de boles de contacte angular d'una sola fila,

  • Coixinets de boles de contacte angular de doble fila,

  • Rodaments de boles de quatre punts de contacte,

  • Coixinets de boles autoalineables,

  • Coixinets de boles, etc.

Els coixinets de boles s'utilitzen en una varietat d'aplicacions, des de dispositius simples com monopatins fins a màquines o motors complexos. Per exemple, a la indústria aeroespacial, els coixinets s'utilitzen en caixes de canvis, motors i politges. Els materials per a aquests coixinets inclouen no només acer, sinó també ceràmiques especials com ara nitrur de silici o acer inoxidable 440C recobert de carbur de titani.

Altres aplicacions habituals dels coixinets de boles inclouen motors i generadors elèctrics, bombes i compressors, bufadors, ventiladors, caixes d'engranatges i accionaments, turbines, maquinària agrícola, sistemes de transport, maquinària de jaciments petroliers, robòtica, vàlvules industrials i .

Rodaments de boles profunds

Les boles dels coixinets de boles profunds es mantenen al seu lloc mitjançant ranures profundes a les pistes i poden suportar càrregues radials i axials. Són aptes per a velocitats molt altes, ofereixen una fricció baixa, produeixen un mínim de soroll i vibració, són fàcils d'instal·lar i requereixen menys manteniment que altres tipus de coixinets. Els coixinets de boles són el tipus més comú de rodaments, dels quals els coixinets de boles profunds són els més utilitzats.

En el disseny AUB, l'anell interior es col·loca inicialment en una posició excèntrica respecte a l'anell exterior i les boles s'insereixen al coixinet a través del buit format entre els dos anells.

Una vegada que es distribueixen uniformement en el conjunt del coixinet, els anells es tornen concèntrics, de manera que la gàbia també es pot afegir al coixinet. Com s'ha esmentat anteriorment, el paper de la gàbia no és suportar la càrrega, sinó mantenir la pilota al seu lloc durant el funcionament.

L'anell interior normalment es fixa a l'eix giratori, mentre que l'anell exterior es munta a la carcassa del coixinet. Quan una càrrega actua sobre la carcassa del coixinet, la càrrega es transfereix de l'anell exterior a les boles i de les boles a l'anell interior. Els coixinets de boles profunds són adequats per a aplicacions que impliquen càrregues elevades i altes velocitats.

En el disseny d'ompliment de ranures, es poden muntar boles entre els dos anells, de manera que la capacitat de càrrega radial del coixinet és superior a la dels coixinets Conrad. Tanmateix, la capacitat de càrrega axial d'aquests components no és molt bona.

components de coixinets de ranura profunda

Els coixinets de boles profunds es poden utilitzar com a coixinets oberts i són fàcils de lubricar, però el desavantatge és que les boles acumularan pols. Una altra configuració és un coixinet amb blindatges metàl·lics i/o segells on la contaminació és moderada. Els coixinets amb escuts o segells a ambdós costats estan lubricats per a tota la vida i, per tant, requereixen poc manteniment.

Els coixinets amb escuts o segells també es coneixen com a coixinets coberts. Tot i que el disseny pot variar, els segells solen muntar-se a l'anell exterior i poden prendre la forma de segells sense contacte, segells de baixa fricció o escuts.

Les botes s'utilitzen en aplicacions on l'anell interior gira i es munta a l'anell exterior, creant un buit estret amb l'anell interior. Mantenen la pols i la brutícia i solen estar fetes de plaques d'acer. Els segells solen ser efectius que les botes perquè tenen menys espai lliure de l'anell interior. Poden funcionar a velocitats semblants a l'escut o superiors i estan fets de placa d'acer reforçada NBR o similar per a la resistència al desgast.

Pel que fa a les gàbies dels coixinets de boles profunds, també varien en la seva construcció, però alguns dissenys habituals són gàbies de tires fetes d'acer o làmines de llautó, gàbies de xapa de llautó o reblades d'acer, gàbies de coure groc mecanitzat o gàbies d'ajustament a pressió fetes d'acer poliamida 66.

En conclusió, els coixinets rígids de boles són dispositius versàtils aptes per a velocitats altes i molt altes, funcionen de manera robusta i requereixen poc manteniment. Poden suportar càrregues radials i axials en ambdues direccions, i en dissenys d'una sola fila, els coixinets de boles profunds són el tipus de coixinet més utilitzat.

Rodaments de boles de contacte angular

Rodaments de boles de contacte angular també estan disponibles en diversos dissenys i estan disponibles com a coixinets de contacte simple o doble, parell o quatre punts. La seva construcció permet que aquests elements suportin forces axials i radials, de manera que són adequats per a aplicacions d'alta càrrega i alta velocitat.

A diferència dels coixinets de boles profunds, els coixinets angulars utilitzen pistes asimètriques axials, que creen un angle de contacte entre l'anell i les boles quan el coixinet està en ús. Una particularitat d'aquests coixinets és que un o tots dos anells, normalment l'anell exterior, tenen una espatlla més alta que l'altra.

Aquests coixinets funcionen bé quan estan equipats amb càrregues d'empenta. L'angle de contacte sol variar entre 10 i 45 graus, i a mesura que aquest angle augmenta, la capacitat d'empenta també augmenta.

Els coixinets de contacte angular estan disponibles en diferents estils de disseny, amb segells o escuts. No només eviten la contaminació, sinó que també actuen com a retenedor de lubricants. Aquests coixinets poden ser d'acer inoxidable, ceràmica híbrida o plàstic i es poden revestir amb crom, cadmi o altres materials. A més, es poden prelubricar, relubricar o tenir capacitats de lubricació sòlida.

Rodaments de boles de contacte angular

Coixinets de boles de contacte angular d'una sola fila

Només poden suportar càrrega axial en una direcció, per això els coixinets de boles de contacte angular d'una sola fila s'instal·len generalment col·locant dos coixinets de boles de contacte angular d'una sola fila esquena, cara a cara o en sèrie. Per tant, es poden acomodar múltiples direccions de força. Els coixinets es bloquegen al seu lloc amb l'ajuda d'anells de bloqueig per evitar el lliscament per l'eix.

Esquena contra esquena: En muntar els coixinets d'aquesta manera, poden suportar càrregues radials i axials en qualsevol direcció. Com que la distància entre el centre del coixinet i el punt de càrrega és més gran que altres mètodes d'instal·lació, pot suportar grans forces de càrrega instantànies i alternes.

Cara a cara: Amb aquesta seqüència de muntatge, els coixinets poden suportar càrregues radials i axials en qualsevol direcció. Tanmateix, a causa d'aquest mètode de muntatge, la distància entre el centre del coixinet i el punt de càrrega és petita, de manera que la capacitat de força instantània i alterna és baixa.

Tàndem: La instal·lació en tàndem pot suportar càrrega axial unidireccional i càrrega radial. Com que la càrrega a l'eix és transportada per dos coixinets, pot suportar càrregues axials pesades.

Rodaments de boles de contacte angular de doble fila

Un coixinet de boles de contacte angular de doble fila és similar a dos coixinets de boles de contacte angular d'una sola fila disposats esquena, però requereix menys espai axial. A més de les càrregues radials i axials, també són capaços d'absorbir moments d'inclinació.

coixinet doble angular

Rodaments de boles autoalineables s'utilitzen quan és probable que l'aplicació pateixi desalineació o desalineació de l'eix. Té dues fileres de boles que comparteixen la pista de rodadura esfèrica exterior, mentre que l'anell interior té dues pistes de solc profund de contacte de cantonada. Com que les boles romanen al seu lloc a la pista interior, però tenen certa llibertat de moviment a la pista exterior, poden funcionar fins i tot si el coixinet està mal alineat amb l'eix. No obstant això, no són adequats per a aplicacions de càrrega elevada.

Coixinet de boles autoalineable 1

De empenta de coixinet de boles

Rodaments de boles d'empenta s'utilitzen per suportar càrregues axials. Hi ha dos dissenys clau per triar: unidireccional i bidireccional.

  • Coixinets de boles unidireccionals consisteixen en dos anells (anomenats eix i rentadora) i un conjunt de bola i gàbia. Només poden suportar càrregues axials en una direcció, depenent de la posició de la brida a la pista interior, la pista exterior o ambdues vies.

  • Coixinets de boles de doble direcció consta de tres volanderes i dos conjunts de boles i gàbies. La rentadora d'eix separa el conjunt de bola i gàbia. Aquests coixinets estan dissenyats per a càrregues axials i no per a càrregues radials. Poden suportar càrregues axials en ambdues direccions.

Coixinet de boles 1

Rodament

Els coixinets de rodets es divideixen en diferents tipus segons la forma dels elements rodants. Les principals categories de coixinets de rodets són els coixinets cilíndrics, els coixinets d'agulles, els coixinets cònics i els coixinets de rodets esfèrics.

Rodaments de rodets cilíndrics estan dissenyats per suportar càrregues radials pesades i càrregues d'empenta moderades, contenen corrons cilíndrics dissenyats per reduir les concentracions d'estrès.

Els corrons estan en contacte en línia amb les pistes i solen estar fets d'acer. També es poden utilitzar materials com la poliamida o el llautó per als coixinets de rodets cilíndrics amb gàbies.

Aquests tipus de coixinets tenen una fricció baixa i una llarga vida útil, un baix soroll i una baixa generació de calor, i es poden utilitzar en aplicacions que impliquen altes velocitats. Els coixinets de rodets cilíndrics vénen en diferents estils, amb noms que varien segons el fabricant.

Aquests coixinets es poden classificar segons el nombre de files de rodets. Des d'aquest punt de vista, aquestes peces de la màquina es divideixen en coixinets de rodets cilíndrics d'una sola fila, coixinets de rodets cilíndrics de doble fila i quatre fileres. En els models d'una sola fila, els anells interiors i exteriors són separables per a tots els models, el que significa que l'anell interior amb rodets i conjunt de gàbia es pot muntar independentment de l'anell exterior.

Coixinets de rodets cilíndrics 4

Depenent del disseny, els anells poden ser acanalats o no perquè es puguin moure axialment entre si. També hi ha models sense gàbies, en aquest cas estan equipats amb rodets complets per a càrregues més altes però velocitats més baixes.

Els coixinets de rodets cilíndrics s'utilitzen habitualment en indústries com la producció de petroli, generació d'energia, mineria, equips de construcció, engranatges i accionaments, motors elèctrics, bufadors, ventiladors, així com bombes, màquines-eina i laminats.

Rodaments de rodets esfèrics són adequats per a aplicacions de velocitat baixa i mitjana i poden suportar càrregues pesades. Com que són autoalineables, s'utilitzen en aplicacions amb desalineació greu, vibracions i xocs i entorns contaminats.

Aquests coixinets solen estar fets d'acer aliat, llautó, poliamida o acer suau i també estan disponibles en versions cromades.

L'eix de rotació recolzat en el forat de l'anell interior pot estar desalineat respecte a l'anell exterior, aquesta particularitat és possible gràcies a la forma interior esfèrica de l'anell exterior i la forma dels corrons, que en realitat no són esfèrics, sinó que és cilíndric.

Resistents i dissenyats per a càrregues radials pesades, aquests coixinets ofereixen una llarga vida útil i una baixa fricció. S'utilitzen habitualment en aplicacions com caixes d'engranatges, bombes, ventiladors i bufadors mecànics, turbines eòliques, propulsió marina i equips de perforació en alta mar, mineria i construcció.

Pel que fa al disseny d'aquests coixinets, tenen un anell interior amb dues vies de rodadura inclinades en angle respecte a l'eix del coixinet, una gàbia i un anell exterior amb una pista de rodadura esfèrica comú. Els corrons esfèrics solen estar disposats en dues files, un disseny que permet als coixinets suportar càrregues radials i axials molt pesades.

Coixinets d'acer cromat ultra net 52100

Els coixinets de rodets esfèrics poden funcionar a temperatures més baixes que altres coixinets i tenen dimensions estandarditzades, l'estàndard internacional per a aquests dispositius és ISO 15:1998. Les sèries habituals són 21300, 22200, 22300, 23000, 23100, 23200, etc.

Els coixinets esfèrics estan disponibles amb segells i es lliuren lubricats. Aquest disseny redueix el greix, evita la brutícia, la pols i altres contaminants, i simplifica el manteniment i allarga la vida útil del coixinet.

Similar als coixinets de rodets esfèrics, coixinets d'empenta de rodets esfèrics estan dissenyats per permetre la desalineació angular i la rotació de baixa fricció, i són adequats per a càrregues radials i càrregues axials pesades en una direcció.

Aquests coixinets consisteixen en un anell d'eix equivalent a un anell interior, una pista de rodadura equivalent a un anell exterior, corrons asimètrics i una gàbia. Les dimensions externes estan estandarditzades per l'estàndard ISP 104:2002, les sèries més habituals inclouen 292, 293 i 294.

Igual que els coixinets de rodets esfèrics, els coixinets d'empenta es poden fer de diferents materials, com ara acer cromat, llautó, xapa d'acer, etc. Aquests coixinets s'utilitzen en aplicacions de velocitat mitjana, algunes aplicacions habituals inclouen turbines d'aigua, caixes de canvis, grues, propulsió marina i mar endins. extrusores de perforació, modelat per injecció i equips de processament de pasta i paper.

Rodaments d'embranzida de rodets esfèrics

In coixinets de rodets d'agulles, els elements rodants són cilindres prims en forma d'agulles. Aquest disseny particular, en el qual la longitud dels corrons és diverses vegades més gran que el diàmetre, no només els diferencia d'altres tipus de coixinets, sinó que també ofereix als coixinets d'agulles la seva important capacitat de càrrega.

Els coixinets d'agulles s'utilitzen per reduir la fricció a les superfícies giratòries dins dels conjunts, tenen una petita alçada de secció transversal, són més prims que altres coixinets i requereixen menys espai lliure entre l'eix i els components circumdants.

Amb una rigidesa més alta i forces inercials més baixes, aquests coixinets són ideals per a aplicacions amb moviment oscil·lant i funcionen bé en condicions dures. També ajuden a reduir la mida i el pes dels dissenys de les màquines i es poden utilitzar com a reemplaçament dels coixinets de fricció.

Els coixinets d'agulles són els més petits i lleugers de la família de coixinets de rodets i s'utilitzen àmpliament en components com compressors, transmissions, pivots de balancins o bombes a la indústria de l'automòbil. Aquests coixinets també s'utilitzen habitualment en aplicacions agrícoles i equips de construcció, eines elèctriques portàtils i electrodomèstics.

Quan es tracta de diferents tipus de coixinets de rodets d'agulles, depenent de la direcció de la càrrega, aquests coixinets es classifiquen com a coixinets radials i coixinets d'empenta. Els coixinets d'empenta inclouen coixinets de rodets d'empenta, mentre que els coixinets radials inclouen coixinets de copa estirat, coixinets de rodets d'agulles sòlids, rodets d'agulles de gàbia radial, rodets de pista, coixinets de rodets d'agulles mecanitzats pesats i coixinets radials i d'empenta combinats.

Rodament de rodets d'agulles
  • Rodaments de rodets d'agulla massissa tenen una costella forta i integral a l'anell exterior per mantenir els corrons al seu lloc i garantir altes velocitats de funcionament. Els anells estan tractats tèrmicament i es van rectificar de precisió per suportar altes càrregues de xoc. La gàbia també es tracta per augmentar la resistència al desgast i la rigidesa i, si cal, es poden aplicar geps per reduir la càrrega a les vores del rodet. L'anell exterior té forats o ranures de lubricació per a una fàcil substitució del lubricant i allargar la vida útil del coixinet.

  • Rodets d'agulles de gàbia radial o els conjunts de rodets d'agulles i gàbies no tenen anells interiors ni exteriors, estan dissenyats amb un sol joc de corrons d'agulles subjectats per una gàbia. Aquesta gàbia proporciona retenció cap a dins i cap a fora dels elements rodants, assegurant la màxima resistència i una guia precisa dels corrons fins i tot a altes velocitats.

La secció del rodet d'agulla de la gàbia radial té una petita secció transversal i una gran capacitat de càrrega, i el seu disseny crea bones condicions de lubricació. Les gàbies poden ser d'acer o material de polímer reforçat amb fibra de vidre i, si cal, es poden aplicar crestes als extrems dels corrons per evitar concentracions d'estrès a les vores. Les aplicacions habituals inclouen engranatges planetaris, rodes i bieles.

  • Coixinets d'agulles de copa estirada estan disponibles en versions de gàbia i de complement complet, ambdues amb anelles exteriors fetes de làmines d'acer aliat. La carcassa es dibuixa amb precisió en forma de copa i s'endureix mitjançant la pressió per assegurar un contacte estret de la línia amb els corrons. Aquesta construcció confereix al coixinet una gran capacitat de càrrega i també el converteix en una solució econòmica ja que no es requereix mecanitzat addicional de la carcassa.

La baixa alçada dels coixinets d'agulles de copa estirada els fa adequats per a dissenys de màquines compactes i lleugeres. La part corbada de l'anell exterior manté els corrons al seu lloc i evita que la pols i la brutícia entrin al coixinet, alhora que garanteix una bona lubricació del coixinet. Un altre avantatge d'aquest disseny és que, si l'eix té la rigidesa i la mida adequades, el coixinet no requereix un anell interior, estalviant així espai en la direcció radial.

Els coixinets d'agulles de copa estirat amb complement complet poden suportar càrregues iguals o superiors a les dels coixinets de boles i els coixinets de rodets amb diàmetres exteriors equivalents, i són adequats per a condicions estacionàries, de rotació i oscil·lació de baixa velocitat. Es poden utilitzar en carcasses de baix duròmetre i tenen la major capacitat de càrrega quan els corrons s'engreixen al seu lloc abans del muntatge perquè els corrons tenen la major longitud possible.

En el cas dels coixinets de gàbia de copa estirada, també es poden utilitzar en carcasses menys rígides però amb una capacitat de càrrega menor que els coixinets de complement complet. No obstant això, segueixen sent molt adequats per a aplicacions d'alta velocitat i desalineació d'eix. La superfície de la gàbia està endurida per millorar la resistència al desgast i la rigidesa alhora que es redueix el parell de fricció.

Com que la gàbia crea un espai addicional per a l'emmagatzematge del lubricant, aquests coixinets de rodets d'agulles funcionen sense problemes i tenen una llarga vida útil del greix. Les aplicacions habituals dels coixinets d'agulles de copa estirada inclouen bombes d'engranatges, suports generals de l'eix de la caixa de canvis, coixinets de guia i suports de politges.

  • Rodets de pista tenen un anell exterior de paret gruixuda que s'executa directament sobre la via per suportar càrregues elevades alhora que minimitza la deformació, l'impacte i l'esforç de flexió. S'utilitzen habitualment en carrils de màquines, rodets de pal i seguidors de lleves, també coneguts com a seguidors de lleves.

L'anell exterior sol estar fet d'acer al crom d'alt carboni, que no és fàcil de deformar i té forats de lubricació. Si es desitja, es poden aplicar crestes als corrons per evitar la sobrecàrrega a les vores. A més, les volanderes d'empenta es poden integrar al disseny per millorar l'arrossegament.

Aquests coixinets de rodets d'agulles estan disponibles en dos dissenys principals per a diferents arranjaments de muntatge: el tipus de jou, per a muntatge a cavall o horquilla, i el tipus de tac integral, per a muntatge en voladís. Els coixinets tipus perns estan disponibles amb o sense segells i botes de contacte de llavi, mentre que els coixinets de tipus jou estan disponibles amb conjunts de rodets d'agulla radial i gàbia, o amb rodets cilíndrics o rodets d'agulla de complement complet.

Rodaments de rodets d'agulla d'empenta consisteixen en un conjunt de corrons d'agulles units per una gàbia. Tenen una petita secció transversal i la gàbia es pressiona amb precisió a partir de dues plaques d'acer, que guien els corrons amb precisió i augmenten la rigidesa i la resistència al desgast del dispositiu. Aquests coixinets transfereixen les càrregues d'empenta entre dos objectes en rotació alhora que redueixen la fricció.

Els coixinets radials i d'empenta combinats consisteixen en coixinets de boles o de rodets i coixinets d'agulles radials. Alguns d'aquests són similars als coixinets de copa dibuixats, però amb l'addició de coixinets d'empenta. Aquestes unitats estan dissenyades per suportar altes velocitats i càrregues axials elevades en espais reduïts i poden substituir les volanderes d'empenta normals quan es requereixen unes excel·lents característiques de capacitat de càrrega i fricció. Una aplicació habitual són les transmissions automàtiques.

Coixinets d'agulla d'empenta

Rodaments de rodets cònics consisteixen en un anell interior o interior, un anell exterior o exterior, una gàbia i rodets contorneats per distribuir les càrregues de manera uniforme. Aquests coixinets utilitzen corrons cònics guiats per costelles al con i són capaços d'acomodar càrregues radials i axials elevades en una direcció.

Les pistes dels anells interiors i exteriors són segments cònics i els corrons són afilats. Aquest disseny fa que els cons es moguin coaxialment i no hi hagi lliscament entre les pistes i el diàmetre exterior dels corrons. A causa de la seva forma, els coixinets de rodets cònics poden suportar càrregues més elevades que els coixinets de boles esfèrics.

Una brida d'anell interior que manté els corrons estables evita que els corrons surtin. L'anell interior, els rodets i la gàbia formen un conjunt cònic no separable, mentre que l'anell exterior té forma de copa i es pot separar. El conjunt de l'anell interior i l'anell exterior es poden instal·lar de manera independent i, per a dos coixinets oposats, es pot obtenir un espai lliure adequat ajustant la distància axial entre aquests conjunts.

Segons els diferents angles de contacte, els coixinets de rodets cònics es poden dividir en tres tipus: angle normal, angle mitjà i angle pronunciat. A més, segons el nombre de files, es poden dividir en:

  • Coixinets de rodets cònics d'una sola fila tenen un conjunt d'anell exterior i un conjunt d'anell interior. En aquesta categoria s'inclouen les sèries TS i TSF (fila única amb anell exterior amb brides).

  • Coixinets de rodets cònics de doble fila utilitzant una copa doble (anell exterior) i dos conjunts de rodets cònics individuals (anell interior). La sèrie TDO s'inclou aquí.

  • Coixinets de rodets cònics de doble fila, utilitzant un conjunt d'anell interior doble (anell interior doble) i dos només anells exteriors (anell exterior). Això inclou les sèries TDI i TDIT.

  • Rodaments de rodets cònics de quatre fileres, utilitzant una combinació de dos components individuals, com ara dos anells interiors TDI, dos anells exteriors TS i un anell exterior TDO amb anell exterior o separador d'anell interior. La sèrie TQO s'inclou aquí.

coixinets de rodets cònics 2
Coixinets de rodets cònics de doble fila
Rodaments de rodets cònics de quatre fileres

Els coixinets d'una fila tenen una capacitat de càrrega d'empenta més alta, mentre que els coixinets de doble fila tenen una capacitat de càrrega radial més gran i poden suportar les càrregues d'empenta en ambdues direccions. La gàbia estàndard és un disseny de pin per a càrregues i velocitats elevades. Generalment s'utilitzen gàbies d'acer estampat. En moltes aplicacions, aquests coixinets s'utilitzen adossats per suportar forces axials en qualsevol direcció.

A més, els coixinets de rodets cònics també estan disponibles en sèrie mètrica:

  • Coixinets de rodets cònics d'una sola fila mètrics segons ISO 355:2007. Són adequats per a caixes d'engranatges, bombes i transportadors utilitzats en la indústria elèctrica, petroli i gas, energia eòlica, alimentació i begudes o aplicacions de la indústria de pasta i paper. A més, s'utilitzen en trens de transmissió, transmissió d'engranatges i eixos a les indústries de la construcció, l'automoció i la mineria.

  • Coixinets de rodets cònics de doble fila mètric consisteixen en dos coixinets d'una fila amb separadors individuals. S'utilitzen en aplicacions que requereixen una gran capacitat de càrrega i on l'eix s'ha de col·locar axialment amb un joc específic o precàrrega en ambdues direccions. L'espaiador de l'anell exterior té forats de lubricació. Aquests coixinets són adequats per a aplicacions com accionaments d'engranatges i transmissions, manipuladors de carbó o grues.

Les aplicacions habituals dels coixinets de rodets cònics inclouen coixinets d'automoció i rodes, equips agrícola, de construcció i mineria, caixes de canvis, motors i reductors de motors, turbines eòliques, sistemes d'eixos i eixos de transmissió.

Designacions especials de coixinets

Existeixen diversos codis i designacions per identificar diversos dissenys de coixinets i característiques de disseny. Aquests codis i designacions inclouen designacions per a coixinets amb un forat cònic (lletra designada K als coixinets SKF), designacions de coixinets reforçats que solen utilitzar la lletra E i . Malauradament, no tots els fabricants utilitzen els mateixos sufixos i característiques de disseny.

Una àrea que és generalment la mateixa a tot el món són les diferents designacions de les posicions de la brida als coixinets. Aquestes brides estan dissenyades per suportar les càrregues radials aplicades als coixinets.

NU: Aquests coixinets tenen dues brides mecanitzades a la pista exterior, però cap brida a la pista interior. Els elements rodants i les gàbies es munten a la pista exterior. Com que la pista interior no té brida, aquest coixinet no pot suportar les càrregues d'empenta.

N: L'anell interior d'aquest tipus de coixinet té dues costelles, l'anell exterior no té costelles i l'anell interior té rodets i gàbies. La pista exterior d'aquest coixinet no té costelles i, per tant, no pot suportar les càrregues d'empenta.

NJ: Una brida mecanitzada a un costat de la pista interior i dues brides a la pista exterior. Els conjunts de corró i gàbia es troben a la pista exterior. Com que la pista interior té una brida integral, aquest coixinet pot suportar càrregues axials i càrregues d'empenta limitades.

NUP: Aquest tipus de coixinet és similar a un coixinet de tipus NJ, però té una pista única, sovint anomenada anell d'empenta. Els anells d'empenta s'instal·len al costat no brida de la pista interior per suportar càrregues axials en ambdues direccions. L'anell d'empenta sobresurt del coixinet d'un costat, de manera que el diàmetre de la pista interior és lleugerament més gran que el de la pista exterior.

Criteris de selecció de rodaments

Els següents són rodament rodant Criteris de selecció a tenir en compte a l'hora de sol·licitar:

Espai disponible: El diàmetre del forat d'un coixinet és una de les dimensions principals i normalment ve determinat pel disseny de la màquina i el seu diàmetre de l'eix. Els eixos de petit diàmetre es poden equipar amb qualsevol tipus de rodament de boles. A més dels coixinets de boles profunds, també es poden utilitzar coixinets de rodets d'agulles. Els coixinets per a eixos de gran diàmetre inclouen coixinets de boles cilíndrics, cònics, esfèrics i de ranura profunda. Quan l'espai radial és limitat, es prefereixen els coixinets de secció fina.

Càrrega: La mida del coixinet sol estar determinada per la magnitud de la càrrega. En general, els coixinets de rodets porten càrregues més pesades que els coixinets de boles de mida similar, i els coixinets amb elements rodants complets poden suportar càrregues més pesades que els coixinets de gàbia. Normalment, els coixinets de boles poden suportar càrregues lleugeres a moderades. Els coixinets amb rodets solen ser una opció adequada quan el coixinet ha de suportar càrregues pesades o quan el diàmetre de l'eix és gran.

Desalineament: La desalineació és causada per la flexió de l'eix sota càrrega, les carcasses dels coixinets no mecanitzades a la mateixa alçada o els coixinets massa separats. Els coixinets de boles de ranura profunda, com els coixinets de rodets cilíndrics, no poden tolerar cap desalineació o només petites desalineacions tret que estiguin tensades. Els coixinets autoalineants, com ara els coixinets de rodets esfèrics i els coixinets d'empenta de rodets esfèrics, poden ajustar-se per a la desalineació i compensar la desalineació inicial causada per errors de mecanitzat i instal·lació.

Precisió: Els arranjaments que requereixen una gran precisió de funcionament i les aplicacions que requereixen velocitats molt elevades requereixen coixinets amb major precisió. Aquest és el cas sovint en aplicacions mèdiques i aeroespacials. Els coixinets d'alta precisió es fabriquen normalment amb coixinets de boles de ranura profunda o coixinets de contacte angular, però amb toleràncies molt més ajustades que els coixinets estàndard.

Accelerar: La velocitat dels coixinets està limitada per la temperatura de funcionament permesa. Per al funcionament a alta velocitat, els coixinets amb baixa fricció i baixa generació de calor interna són els més adequats. Pel seu disseny, els coixinets d'empenta no poden suportar velocitats tan ràpides com els coixinets radials.

Operació silenciosa: Segons l'aplicació, com ara petits motors elèctrics per a electrodomèstics o màquines d'oficina, el soroll generat durant el funcionament pot afectar la selecció dels coixinets. Es produeix un tipus especial de coixinet de boles de ranura profunda amb una gàbia de llautó per a aquestes aplicacions. Aquests coixinets tenen un espai entre les pistes de rodadura, la qual cosa permet col·locar lubricant dins del coixinet, reduint els nivells de soroll.

Rigidesa: La rigidesa d'un rodament depèn de la magnitud de la seva deformació elàstica sota càrrega. Com que la deformació sol ser petita, normalment es pot ignorar. La rigidesa de la disposició de coixinet de l'eix principal o la disposició de coixinet del pinyó és crítica. A causa de les condicions de contacte entre els elements rodants i les pistes, els coixinets de rodets tenen una rigidesa més alta que els coixinets de boles. Tanmateix, aquesta deformació actua com a lubricant.

Muntatge i desmuntatge: Quan els coixinets amb forats cilíndrics tenen un disseny separable, es poden muntar i desmuntar de manera eficient, especialment si els dos anells requereixen un ajust d'interferència. Si es requereix muntatge i desmuntatge freqüents, és millor utilitzar un coixinet separable perquè cada anell de coixinet es pot muntar de manera independent. Els coixinets amb un forat cònic es poden muntar fàcilment en carcasses cilíndriques o cargols cònics mitjançant adaptadors o mànigues de retirada.

4. Lubricació i manteniment dels coixinets

Proper instal · lació i l'ajust juguen un paper vital en el rendiment i la vida dels coixinets, igual que els lubricants. En la majoria dels casos, la fallada dels coixinets no es deu a una instal·lació incorrecta o defectes de fabricació, sinó a la manca de lubricant, la selecció inadequada o la contaminació del lubricant.

lubricants, ja sigui oli o greix, distribueixen i separen les parts mòbils d'un conjunt de coixinets, reduint la fricció i evitant el desgast. En funció de les condicions de funcionament i del lubricant escollit, sobre els elements del coixinet es forma una pel·lícula protectora que també serveix per dissipar la calor de fricció, protegir el coixinet del deteriorament i protegir contra la humitat, la corrosió i la contaminació.

Un lubricant seleccionat correctament té els additius i la viscositat adequats per assolir tots els objectius anteriors. Els lubricants més comuns són l'oli i el greix, amb l'ús d'un o l'altre en funció de la velocitat d'aplicació i la quantitat de càrrega sobre el coixinet.

Per als olis, la propietat més important és la viscositat i el producte adequat depèn de la temperatura i la velocitat d'aplicació. Si s'utilitza un oli amb una viscositat insuficient, les dues superfícies giratòries entraran en contacte, cosa que no només provocarà desgast, sinó que també generarà calor de contacte i provocarà un deteriorament ràpid dels elements del coixinet.

Els olis de coixinets més comuns són olis derivats del petroli i olis sintètics com silicones, compostos fluorats, dièsters o PAO. Sovint es trien olis per a coixinets amb capacitats de velocitat més altes i temperatures de funcionament més altes perquè poden eliminar la calor del coixinet. En alguns casos, com ara els coixinets en miniatura, els lubricants a base d'oli només s'han d'aplicar una vegada durant la vida útil del coixinet. En conjunts que utilitzen coixinets més grans, pot ser que es requereixi relubricació com a part dels cicles regulars de manteniment de la màquina.

Per als lubricants a base de greix, les característiques més importants són el rang de temperatura, el nivell de penetració, la rigidesa i la viscositat de l'oli base. Els greixos consisteixen en una base d'oli a la qual s'hi han afegit espessidors, els més habituals són els compostos orgànics i inorgànics, i els sabons metàl·lics com el sodi, l'alumini, el calci o el liti. També es poden afegir additius amb propietats anti-oxidació, anticorrosió i antidesgast per millorar el rendiment del lubricant.

Alternativament, es pot aplicar una pel·lícula sòlida no fluida als elements del coixinet com un recobriment per reduir la fricció i evitar el desgast. Aquestes pel·lícules s'utilitzen en casos especials on l'oli o el greix no poden sobreviure i inclouen opcions com pel·lícules de grafit, plata, PTFE o or. Per exemple, en aplicacions amb temperatures o radiació extremes, és possible que els lubricants a base d'oli o greix no proporcionin una protecció adequada, de manera que pot ser necessari un lubricant durador, com ara una pel·lícula sòlida.

El greix és una bona opció per lubricar coixinets en la majoria dels casos. rendible que l'oli, el greix es reté fàcilment als conjunts de coixinets i és fàcil d'aplicar. No obstant això, no és adequat per a aplicacions que requereixen l'eliminació de calor mitjançant la circulació d'oli, ni per a caixes de canvis que requereixen oli lubricant.

A més, si les condicions de funcionament requereixen tornar a lubricar els coixinets amb greix a intervals massa curts, que esdevé massa llarg i costós, o si eliminar o netejar el greix esdevé massa car i difícil de manejar, el millor és triar un oli de lubricació.

Nivell de lubricació i relubricació dels coixinets

Després de seleccionar un lubricant, un aspecte important és aplicar la quantitat correcta al coixinet. Es pot produir un sobreescalfament i danys als coixinets si s'utilitza massa lubricant. La velocitat, la càrrega i el nivell de soroll de l'aplicació es veuran afectats per la quantitat de lubricant utilitzat.

Segons el tipus de coixinet i lubricant seleccionat i l'aplicació, el fabricant pot recomanar diferents nivells de lubricació, expressats en percentatge. El lubricant entra a l'interior del coixinet i a l'espai lliure de la carcassa. Aquest espai és important perquè permet que la calor es dissipi lluny de les zones de contacte del coixinet, de manera que si afegiu massa greix, pot provocar un sobreescalfament i una fallada prematura del coixinet.

Per aquest motiu, una recomanació comuna és omplir entre el 20 i el 40% de l'espai lliure dins del coixinet, amb percentatges més petits que normalment s'especifiquen per a aplicacions d'alta velocitat i baix parell i percentatges més elevats normalment especificats per a aplicacions de baixa velocitat i càrrega elevada. Per als habitatges, també és acceptable omplir el 70%-100% de l'espai lliure si l'aplicació implica velocitats baixes i un alt risc de contaminació.

Recordeu que el nivell d'ompliment inicial també es veu afectat pel mètode de relubricació escollit. Els mètodes habituals de relubricació dels coixinets són la relubricació manual, la relubricació automàtica i contínua.

  • Relubricació manual és convenient per a un funcionament ininterromput.

  • Relubricació automàtica evita la lubricació excessiva i insuficient i s'utilitza normalment per a components on s'han de lubricar múltiples punts o llocs de difícil accés. A més, és la primera opció per operar equips de forma remota i sense personal de manteniment.

  • Lubricació contínua s'utilitza en aplicacions on els intervals de relubricació són massa curts a causa dels efectes adversos de la contaminació. En aquest cas, l'ompliment inicial de l'habitatge serà del 70%-100%, en funció de les condicions de funcionament.

Consells de manteniment dels coixinets

La manipulació i el manteniment adequats dels coixinets allargaran la seva vida útil i optimitzaran el rendiment. Utilitzeu aquesta llista de verificació bàsica per reduir el temps de manteniment, la mà d'obra i els costos.

Manipulació de coixinets: Manipular els coixinets amb cura per evitar ratllar les superfícies. Manipuleu-los sempre amb les mans netes i seques o utilitzeu guants de lona nets. No toqueu els coixinets amb les mans greixoses o humides, ja que això provocarà contaminació ràpidament.

Emmagatzematge de coixinets: Emboliqueu els coixinets amb paper resistent a l'oli i emmagatzemeu-los en un entorn fresc, net, amb poca humitat, sense pols, sense vibracions i cops. Després de manipular els coixinets, col·loqueu-los sobre una superfície neta i seca per evitar la contaminació. No traieu el coixinet del seu embalatge original fins que no sigui el moment d'instal·lar-lo i guardeu-lo pla en lloc de vertical.

Neteja de coixinets: Utilitzeu sempre un dissolvent o oli de rentat no contaminats, i eviteu netejar els coixinets amb cotó o draps bruts. Utilitzeu un recipient separat per a la neteja i el rentat final dels coixinets usats.

Instal·lació de coixinets: Utilitzeu tècniques i eines adequades per instal·lar coixinets. Al voltant del 16% de les fallades dels coixinets són causades per una instal·lació incorrecta, així que assegureu-vos d'evitar les instal·lacions massa fluixes o massa ajustades. Abans de la instal·lació, comproveu si totes les peces estan netes i sense danys, i si el lubricant està seleccionat correctament. Si els coixinets provenen directament de l'embalatge, no els renteu abans de la instal·lació.

No martelleu ni apliqueu força directa al coixinet o a la seva pista exterior, ja que això pot causar danys i desalineació dels components. Per a coixinets de mida petita i mitjana, generalment es recomana el muntatge en fred o el muntatge mecànic. El muntatge tèrmic sol ser adequat per a coixinets relativament grans, mentre que per a coixinets molt grans es pot recomanar el muntatge hidràulic.

Utilitzeu les eines adequades: Hi ha eines especialitzades disponibles per instal·lar i treure coixinets: extractors de coixinets, kits d'eines de muntatge, eines d'oliador, escalfadors d'inducció i femelles hidràuliques. Tots estan fets a mida per garantir un ajust adequat i un ajust suau per minimitzar el risc de danys als coixinets.

Comproveu els coixinets: Per evitar la fallada dels coixinets, cal revisar-los durant i després del funcionament. Inspeccions sobre la marxa per comprovar la temperatura, el soroll i la vibració, i comprovar els lubricants per determinar si s'han de substituir o reposar. Després de funcionar, comproveu el coixinet i els seus components per veure si hi ha cap canvi. El capítol final d'aquesta guia tracta les causes comunes de fallada dels coixinets i les seves solucions.

Normalment, els coixinets es poden utilitzar fins al final de la vida útil de la fatiga de rodament, però també poden fallar prematurament a causa d'un muntatge, instal·lació, lubricació o manipulació inadequats. Els principals modes de fallada i les seves subcauses es descriuen a la norma ISO 15243 i es basen en danys visibles a les superfícies de contacte de l'element rodant o altres superfícies funcionals del coixinet.

Aquests modes de fallada inclouen:

  • Fatiga, que pot ser induïda a la superfície o induïda a la superfície

  • Desgast, inclòs el desgast abrasiu i adhesiu

  • Corrosió, inclosa la corrosió per humitat i la corrosió per fretting (les subcauses són la corrosió per fretting i la falsa salmuera)

  • Corrosió galvànica, inclosa la tensió excessiva i les fuites de corrent

  • Deformació plàstica, incloent sobrecàrrega, sagnat de residus i sagnat de manipulació

  • Fractura i esquerdament, inclosa la fractura forçada, la fractura per fatiga i l'esquerda tèrmica

Fatiga és causada per tensions repetides a la superfície de contacte entre els elements rodants i la pista de rodadura, i provoca canvis en l'estructura del material. Es manifesta com a descamació o esquinçament i és principalment induït a la superfície, la causa d'aquest tipus de danys sol ser una lubricació insuficient. La fatiga induïda pel subsòl és rara i es produeix després d'una operació prolongada. Per evitar aquests danys, s'han de comprovar i ajustar el tipus i l'estat del greix, així com les condicions de segellat i càrrega, segons sigui necessari.

Desgast es produeix quan un material estrany fi entra al conjunt del coixinet. Aquest material pot ser sorra o partícules metàl·liques fines procedents de la mòlta o el mecanitzat, així com partícules metàl·liques del desgast dels engranatges. Aquestes partícules estranyes poden provocar una separació interna i una desalineació, reduint la vida útil del coixinet. Una solució per evitar aquest tipus de danys és afegir segells al conjunt de coixinets o utilitzar unitats de coixinets amb gàbies de polímer. A més, canviar el tipus de greix pot ajudar.

Corrosió es produeix quan l'aigua o els agents corrosius entren a l'interior dels coixinets en grans quantitats. Quan això succeeix, el lubricant ja no pot proporcionar una protecció adequada, per tant es forma rovell. La corrosió per fricció es produeix quan hi ha micro moviments entre les superfícies del coixinet, en determinades condicions, per exemple, quan hi ha moviment entre un anell del coixinet i un eix. Això fa que petites partícules es desprenguin de la superfície. Quan s'exposen a l'oxigen, les partícules s'oxiden, provocant danys als coixinets.

Erosió elèctrica apareix quan el corrent elèctric passa pel coixinet. Pot ser causada per dispositius de retorn de terra que no funcionen correctament o per connexions de terra que no es fan correctament durant la soldadura.

Deformació plàstica pot ser causada per diferents factors, com ara una sobrecàrrega com a resultat de càrregues estàtiques o de xoc, o sagnat per runa o manipulació inadequada. El muntatge incorrecte, els cops als elements rodants, la gàbia o els anells, les partícules estranyes que entren a la cavitat del coixinet poden provocar una deformació plàstica.

Fractura i esquerdament pot ocórrer quan hi ha una càrrega excessiva al coixinet, com a resultat d'un muntatge o manipulació inadequats, o perquè la mida i la capacitat del coixinet no són adequades per a l'aplicació. Aquest tipus de dany també es pot manifestar com a fissuració tèrmica, que es produeix a l'anell interior o exterior quan el moviment de lliscament provoca un gran escalfament per fricció.

La taula següent enumera algunes de les condicions més habituals que es poden observar en els coixinets danyats, així com les possibles causes i les solucions per a aquest tipus de danys.

Estat observatCausa potencial del fracàsSolució
Descamació de la superfície de la pistaLa descamació pot ser causada per una càrrega excessiva, una mala precisió de l'eix o de la carcassa, una instal·lació deficient o l'entrada d'objectes estranys.Si la càrrega és massa pesada, utilitzeu un coixinet amb una capacitat més gran. Si cal, utilitzeu un oli amb més viscositat o milloreu el sistema de lubricació per formar una pel·lícula protectora.
Pelat de les superfícies de rodament es pot produir quan la lubricació és deficient o les superfícies de les parts oposades són rugoses. Pot convertir-se en descamació.Controleu la rugositat de la superfície i trieu un millor lubricant.
Esquinçament a les costelles o superfícies de la pistaPot ser causada per un muntatge deficient, una mala lubricació dels elements rodants o la interrupció de la pel·lícula protectora a les superfícies de contacte a causa d'una càrrega excessiva.Millorar el muntatge, corregir la càrrega i seleccionar un lubricant adequat.
Untades a la superfície de la pistaEls elements rodants llisquen durant el moviment i el lubricant no té les característiques adequades per evitar el lliscament.Seleccioneu un lubricant o sistema de lubricació adequat i comproveu l'espai lliure i la precàrrega.
La superfície de la pista està desgastada i les dimensions es redueixenLubricació deficient, entrada d'objectes estranys o contaminació del lubricant amb brutícia o objectes estranys.Trieu un lubricant o sistema de lubricació adequat i milloreu l'eficiència del segellat.
Canvis en el color de la superfície i l'acabatUna superfície de canalització enmarallada o una superfície descolorida pot indicar una mala lubricació, sobreescalfament o acumulació d'oli deteriorat.Millorar l'eficiència del segellat i el sistema de lubricació, eliminar l'oli amb un dissolvent orgànic i polir amb paper de vidre per eliminar la rugositat.
Sagnats i buits a la superfície de la pistaProbablement causada per l'entrada d'un objecte sòlid o per partícules atrapades.Retireu i mantingueu fora els objectes estranys, comproveu si hi ha descamació i milloreu els procediments de manipulació.
Estellat de l'anell interior, anell exterior o elements rodantsL'estellament pot ser causat per una càrrega excessiva, una mala manipulació o objectes sòlids atrapats.Comproveu i milloreu la càrrega i milloreu l'eficiència del segellat.
Esquerdes als anells o elements rodantsCàrrega excessiva, impacte o sobreescalfament. Un ajust fluix també podria ser la causa.Examineu i milloreu la càrrega i corregiu l'ajust.
Rovell o corrosió dels anells o elements rodantsHumitat, entrada d'aigua o substàncies corrosives, o condicions d'embalatge i emmagatzematge deficients.Millorar l'eficiència del segellat, la manipulació i l'emmagatzematge.
Agafament dels anells o elements rodantsMala dissipació de calor a causa d'una mala lubricació o d'un espai lliure massa petit. La càrrega excessiva també pot ser la causa.Millorar la dissipació de la calor i la lubricació. Comproveu i milloreu la càrrega.
Trastes de les pistesMassa vibració, un petit angle d'oscil·lació o mala lubricació.L'anell interior i l'exterior s'han de transportar per separat, o la lubricació s'ha de millorar.
Danys de les gàbiesCàrrega excessiva, velocitat massa alta o gran fluctuació de velocitat, mala lubricació o vibració elevada.Millorar les condicions de càrrega, reduir la vibració i millorar el sistema de lubricació.