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Cojinete de Bolas y Rodillos
Hecho de
Breve descripción
Un Cojinete de Bolas y Rodillos (o rodamiento) es un tipo de cojinete de elementos rodantes que utiliza bolas o rodillos para mantener la separación entre las pistas del cojinete. El propósito de un rodamiento es reducir la fricción rotacional y soportar cargas radiales y axiales. Lo logra utilizando al menos dos pistas para contener las bolas y transmitir las cargas a través de ellas.
Uso / Función
- Uso Primario: Reducir la fricción rotacional y soportar cargas radiales y axiales en maquinaria rotativa.
- Usos Secundarios: Alinear ejes y componentes con precisión.
- Escala: Desde pequeños instrumentos (relojes) hasta maquinaria industrial masiva (turbinas, laminadores).
Principio de funcionamiento
- Fricción de Rodadura: El principio fundamental es reemplazar la fricción de deslizamiento (como en un cojinete liso) con fricción de rodadura. La fricción de rodadura es típicamente mucho menor que la de deslizamiento, permitiendo velocidades más altas y menor pérdida de energía.
- Transmisión de Carga: La carga se transmite desde la pista exterior al elemento rodante (bola/rodillo) y luego a la pista interior. Dado que el área de contacto es pequeña (contacto puntual para bolas, contacto lineal para rodillos), la tensión es alta pero la fricción es baja.
Cómo crearlo
Construcción Básica
- Pistas: Crear dos anillos (interior y exterior) de Acero endurecido. Mecanizar ranuras (caminos de rodadura) en ellos para guiar los elementos rodantes.
- Elementos Rodantes: Fabricar bolas perfectamente esféricas o rodillos cilíndricos de acero endurecido. Deben ser extremadamente suaves y de tamaño uniforme.
- Jaula (Retenedor): Fabricar una jaula (a menudo de Latón o acero estampado) para mantener las bolas/rodillos espaciados uniformemente y evitar que rocen entre sí.
- Ensamblaje: Colocar las bolas entre las pistas, instalar la jaula y sellar o proteger el rodamiento si es necesario.
- Lubricación: Aplicar Grasa Animal o Aceite Vegetal para reducir el desgaste y el calor.
Nivel Técnico
Avanzado. Requiere mecanizado de precisión y tratamiento térmico (endurecimiento) del acero.
Materiales necesarios
- Materiales Esenciales:
- Acero: Acero de alto carbono o aleado para pistas y elementos rodantes (debe ser endurecible).
- Latón o Bronce: Para la jaula (retenedor).
- Grasa Animal o Aceite Vegetal: Para lubricación.
- Herramientas:
- Torno: Para mecanizar las pistas.
- Rectificadora: Para el acabado de las superficies endurecidas (usando Muela Abrasiva).
- Horno de Fundición: Para el tratamiento térmico del acero.
Variantes y mejoras
- Rodamiento de Bolas: Utiliza bolas esféricas. Excelente para altas velocidades pero menor capacidad de carga debido al contacto puntual.
- Rodamiento de Rodillos: Utiliza rodillos cilíndricos. Mayor capacidad de carga debido al contacto lineal pero límites de velocidad más bajos.
- Rodamiento de Rodillos Cónicos: Utiliza rodillos cónicos. Puede manejar grandes cargas radiales y axiales simultáneamente (por ejemplo, cubos de ruedas de automóviles).
- Cojinete de Empuje: Diseñado específicamente para manejar cargas axiales (fuerzas paralelas al eje).
Límites y riesgos
- Fatiga: La carga cíclica repetida causa fatiga del metal, llevando al descascarillado (spalling) de la superficie de la pista o bola.
- Contaminación: El polvo, la suciedad o el agua pueden arruinar las superficies lisas, causando una falla rápida. Los sellos son cruciales.
- Falla de Lubricación: Sin la lubricación adecuada, la fricción aumenta dramáticamente, llevando al sobrecalentamiento y agarrotamiento.
- Brinelling: Una carga estática excesiva o impacto puede abollar las pistas (brinelling), causando daño permanente y vibración.