Cojinetes: diseños, tipos, producción, propósito, ventajas y desventajas

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Los generadores, los motores de combustión interna, etc. utilizan cojinetes de manguito. Son piezas que son capaces de transmitir par, asegurando el normal funcionamiento de los mecanismos. Los rodamientos tienen un diseño específico. Esto proporciona un cierto conjunto de características técnicas y operativas de la pieza. Las características del diseño de los cojinetes lisos, sus variedades, ventajas y desventajas se discutirán a continuación.

Información general

Los cojinetes lisos (GOST 3189-89) son el tipo más antiguo de este tipo de piezas. Se utilizan como elemento de piezas giratorias para transmitir el movimiento de traslación. Este es el componente principal del soporte del eje, que asegura el proceso de su rotación en el proceso de deslizamiento del pasador en la superficie del rodamiento.

Destacadola pieza percibe cargas axiales y radiales que se han aplicado al eje. De la calidad de este elemento estructural depende el correcto funcionamiento del equipo.

Hay una diferencia significativa entre los rodamientos y los cojinetes deslizantes. La primera de estas opciones se caracteriza por la presencia de dicho diseño, que asegura la distribución de la carga entre una pluralidad de elementos rodantes. Están encerrados dentro del cuerpo. El cojinete liso, por otro lado, percibe la carga cuando se produce el deslizamiento. Pero en ambos tipos de piezas, el correcto funcionamiento solo se puede asegurar con una buena lubricación.

Teniendo en cuenta la diferencia entre los rodamientos y los cojinetes deslizantes, vale la pena señalar que su costo es notablemente diferente. Esto se debe al grado de carga que estas piezas pueden soportar. Por ejemplo, un rodamiento cuesta más porque puede operar a velocidades más altas. Tiene un diseño más avanzado.

El cojinete de manguito es relativamente económico. Al mismo tiempo, se utiliza en muchas ramas de la actividad humana. Estos tipos de diseños se utilizan cuando el uso de rodamientos es imposible o no rentable:

• En productos en los que los ejes funcionan en condiciones de mayor vibración y choque. Por ejemplo, pueden ser motores de combustión interna, martillos, trenes de laminación, etc.
• En el diseño de ejes de gran diámetro. Puede ser un sistema de turbinas hidráulicas, trenes de laminación, etc.
• En máquinas de alta velocidad como centrífugas.
• En dispositivos de alta precisión como soportes de máquinastelescopios, microscopios, husillos de máquinas herramienta y más.
• En electrodomésticos, máquinas y mecanismos de baja velocidad, dispositivos que funcionan en agua o ambientes agresivos.
• En dispositivos con ejes pequeños, como relojes, cronómetros, etc.

Diseño

¿Cómo funciona un cojinete liso? Los elementos principales de su diseño son el cuerpo, en el que hay un inserto especial. El proceso de su fabricación está regulado por GOST.

La carcasa del cojinete de manguito puede ser dividida o sólida. En el primer caso, para conectar la base y la tapa, se hace mediante pernos, tornillos o cuñas. Si el cuerpo es de una sola pieza, puede ser de una sola pieza o soldado. La elección depende de las condiciones de funcionamiento. Las variedades fundidas soportan cargas pesadas.

Debido a la fuerza lateral que actúa sobre las cajas de una sola pieza, la cubierta y la base cuentan con superficies de coordinación especial para prolongar su vida útil.

Los semicojinetes pueden tener juego ajustable y no ajustable. El funcionamiento de la estructura es proporcionado por una o más cuñas de tipo aceite. En los rodamientos de una pieza, los revestimientos se fabrican en forma de casquillos.

En las unidades modernas, los rodamientos son relativamente cortos. Esto reduce la rigidez del eje. Además, los requisitos para la autorización en el aterrizaje se han vuelto menos estrictos. Puede ser mínimo en un rodamiento corto. En este caso, no hay peligro de atasco, atasco de las partes móviles de la estructura cuandosesgada.

Teniendo en cuenta cómo funciona un cojinete liso, vale la pena señalar que las variedades cortas de diseños tienen algunas desventajas. Se quedan sin grasa más rápido. Si no se agrega a tiempo, la estructura fallará. Pero tendrán espacios más pequeños. En rodamientos cortos, la eliminación de calor de las superficies de fricción es mejor. Si la longitud es grande, se utiliza un diseño de autoalineación. Te permite eliminar las distorsiones cuando aparecen.

Lubricación de la estructura

Teniendo en cuenta el diseño de los cojinetes lisos, vale la pena señalar que uno de los elementos importantes es la lubricación. Como ya se mencionó, consta de un cuerpo y una manga. La parte de soporte del eje se llama muñón. Este (así como la forma de la superficie de trabajo de la estructura) puede ser cónico, cilíndrico o plano. Si el muñón está al final del eje, es una espiga. Si se encuentra en el medio, es el cuello.

Un dispositivo de lubricación es un elemento de diseño obligatorio. Suministra aceite u otro material con las calidades adecuadas al hueco formado entre el eje y el manguito. La lubricación permite que la estructura gire con poca resistencia. Si se acaba este material, la pieza fallará debido al sobrecalentamiento provocado por la fricción. Las superficies de trabajo también serán destruidas.

Los lubricantes pueden verse diferentes. En la mayoría de los casos, estos son materiales consistentes con alta viscosidad. Durante el funcionamiento del rodamiento, se calienta, se vuelve más fluido. Esto explicadeslizamiento de alta calidad de los elementos móviles.

Para aumentar la seguridad de tales diseños, los cojinetes industriales comenzaron a recibir un lubricante especial. Es un material poroso duro. Este es un lubricante en polvo duradero y de alta calidad. Garantiza una larga vida útil del rodamiento.

Este es un diseño de sistema autolubricante. Está fabricado con tecnología de pulvimetalurgia. Durante el funcionamiento del cojinete, se libera aceite de este material. Inicialmente impregnan la fracción sólida. Cuando el sistema está inactivo, se enfría. El aceite se reabsorbe. De esta manera, la pérdida de aceite se mantiene al mínimo. Esto es especialmente importante cuando se operan rodamientos industriales. Cargas significativas actúan sobre ellos, por lo tanto, se imponen mayores requisitos a la calidad del lubricante. Cuando se utiliza este sistema, el rodamiento está etiquetado como autolubricante.

Variedades de diseños

Teniendo en cuenta la clasificación de los cojinetes deslizantes, se puede observar que difieren de diferentes maneras. En primer lugar, las partes presentadas se distinguen por características estructurales. Pueden ser plegables y no plegables. Según el campo de aplicación, los rodamientos pueden ser domésticos e industriales. Difieren en tamaño, principio de funcionamiento e instalación.

Además, los rodamientos disponibles en el mercado difieren en el material de la carcasa y el buje. Como ya se mencionó, la composición del lubricante dentro del sistema también es diferente. Otra clasificación esdiferencia de detalles según el principio de carga percibida. De acuerdo con esta característica, se distinguen tres tipos principales de cojinetes lisos:

• Terco. Perciben fuerzas axiales que se dirigen paralelas al eje del muñón. Dichos diseños a menudo se denominan cojinetes de empuje.
• Radiales. Tales estructuras están diseñadas para operar bajo condiciones de carga radial. En este caso, una carga perpendicular actúa sobre el eje del muñón.
• Contacto angular. Tipo de construcción universal. Admiten cargas axiales y radiales.

Dependiendo de las características de los dispositivos presentados, también se determina su alcance.

Elección del fabricante

Teniendo en cuenta las características de diseño de los cojinetes lisos, vale la pena señalar que puede diferir ligeramente según los enfoques de producción. Están hechos de diferentes materiales. El alcance y la vida útil de los productos depende de esto.

Hoy en día, uno de los mayores fabricantes nacionales de las piezas presentadas es la planta de cojinetes lisos de Tambov. Aquí se utilizan las tecnologías más modernas para la fabricación de estructuras bimetálicas. La empresa se especializa en la producción de cojinetes lisos para motores de tractores, automóviles, locomotoras diesel, cosechadoras, barcos, así como para compresores de grandes industrias. La producción de productos se lleva a cabo en equipos modernos de conocidas empresas extranjeras.

Los productos de la planta se utilizan en los motores de dichos vehículosfondos:

• GASOLINA.
• M-412.
• VAZ.
• ZAZ.
• YAMZ.
• ZIL.

También hay una gran selección de rodamientos para motores de tractores. Los casquillos del cigüeñal tienen dimensiones:

• Ancho - 14-102 mm.
• Diámetro - 24-135 mm.
• Grosor – 1,5-6,1 mm.

Al cooperar activamente con los fabricantes de varios vehículos y unidades, la planta de Tambov mejora constantemente los diseños de rodamientos. Esto nos permite satisfacer las crecientes demandas de los clientes.

Además, el fabricante en el mercado nacional tiene una gran selección de cojinetes lisos de otros fabricantes, por ejemplo, Daido Metal Rus LLC, Zollern Company, etc. La presencia de competencia en el mercado conduce a una mejora constante de diseños, promueve el uso de nuevos materiales, tecnología en el proceso de fabricación de rodamientos.

Pros y contras

Hay una serie de ventajas y desventajas de los cojinetes lisos. Las características positivas del diseño incluyen:

• Construcción simple, por lo que el costo de este tipo de piezas es relativamente bajo. Para máquinas con poca carga y baja velocidad, el rodamiento se fabrica en forma de manguito simple.
• Fiabilidad durante el funcionamiento. Los cojinetes lisos se utilizan incluso en transmisiones de alta velocidad. Al mismo tiempo, su diseño es bastante confiable, lo que permite el funcionamiento de dicha pieza durante mucho tiempo.
• Capaz de aceptar y soportar grandes cargas dinámicas. El diseño no teme a los golpes, vibraciones. Esto se debe a la gran área de la superficie de trabajo, que soporta la carga. La capa lubricante tiene un efecto amortiguador. Está ubicado entre el revestimiento y el eje, lo que también prolonga significativamente la vida útil del producto.
• Los rodamientos hacen poco ruido durante el funcionamiento. A cualquier velocidad, el sistema funciona casi en silencio.
• Las dimensiones radiales son relativamente pequeñas.
• Al usar estructuras divididas, se puede instalar en muñones de eje de forma compleja, por ejemplo, un cigüeñal. En este caso, no es necesario desmontar engranajes, poleas y otras piezas colocadas en otros muñones.

El diseño de los cojinetes lisos también tiene ciertas desventajas:

• Durante el funcionamiento, el sistema se supervisa constantemente. Esto se debe a la necesidad de la presencia de lubricante en el diseño. De lo contrario, el sistema puede sobrecalentarse. Si el lubricante deja de fluir hacia los elementos de fricción, se romperá.
• Las dimensiones axiales son bastante grandes. Esto es necesario para aumentar el área de trabajo de la superficie de trabajo de la estructura. Ella toma la carga.
• Durante el período de puesta en marcha, hay una pérdida significativa de potencia debido a la fricción. Esto puede suceder cuando se usa un lubricante de mala calidad o inadecuado.
• Los costos operativos son comparativamente altos. Esto se debe a la necesidad de aplicar una gran cantidad de lubricante. Las unidades también se detienen para su limpieza y enfriamiento.sistemas Esto conduce al tiempo de inactividad del equipo.
• El sistema durante el período de puesta en marcha tiene un efecto sobre el desgaste de la superficie del muñón. Esto se nota especialmente cuando se usa lubricante de baja calidad.

Insertar materiales

Los cojinetes deslizantes difieren en una serie de cualidades específicas. Los materiales de cojinetes lisos deben cumplir una serie de requisitos. Deben:

• Ser resistente al desgaste y tener una alta resistencia al agarrotamiento cuando no se lubrica correctamente. Esto es especialmente notable durante el período de arranque, aceleración y desaceleración.
• Ser resistente a la fractura frágil que puede ocurrir debido al impacto. Asimismo, los materiales deben estar dotados de una alta resistencia a la fatiga.
• Tener baja fricción.
• Tener una alta conductividad térmica.
• Se caracteriza por un bajo coeficiente de expansión con el aumento de la temperatura.

El buje es una pieza de repuesto de un cojinete liso. Debe estar hecho de materiales duraderos y de alta calidad. Son los revestimientos los que se desgastan más rápido en el diseño. Ellos asumen la carga principal. Si el muñón se desgastara, su reemplazo y restauración costarían un orden de magnitud más caro. Por lo tanto, se plantean mayores requisitos para sus cualidades.

Cuanto más dura sea la superficie del muñón, más fiable será el mecanismo. Por lo tanto, esta parte del rodamiento suele estar endurecida o templada. Los insertos pueden ser metálicos o no metálicos. En una categoría separada, metal-cerámicabujes.

Las variedades de materiales metálicos son bronce, babbits, aleaciones de aluminio, zinc, hierro fundido especial antifricción. La elección del material depende de la aplicación del rodamiento, las características de su funcionamiento.

Inserciones de metal

Los cojinetes deslizantes pueden estar hechos de varios metales y aleaciones. Los materiales de cojinetes lisos cumplen los requisitos de las normas. Los siguientes metales se pueden utilizar para casquillos:

• Bronce. Este tipo de camisas se utiliza para cargas pesadas, así como para velocidades medias. Las aleaciones de bronce al estaño tienen el mayor efecto antifricción en este grupo. Si este metal se combina con aluminio o plomo, el muñón se desgastará rápidamente. Por lo tanto, tales aleaciones se montan solo en variedades endurecidas de la sección de cojinete del eje. Se utilizan aleaciones de bronce y plomo si las cargas de choque actúan sobre la estructura.
• Aleación de conejo. Se basa en estaño o plomo. Dicho material se utiliza para la fabricación de bujes en estructuras críticas que operan bajo condiciones de carga pesada o moderada. Este es uno de los mejores metales antifricción, ya que es resistente al gripado, encaja perfectamente en su nudo. Pero su fuerza es baja. Por lo tanto, el babbit se vierte en una capa delgada sobre la base sólida del casquillo de hierro fundido, acero o bronce.
• Hierro fundido. Se utilizan tipos de material antifricción. Son aptos para su uso en mecanismos de baja responsabilidad y baja velocidad.

Cerámica metalica

Pieza de cojinete de repuestocorredera puede ser de cermet. Este material se fabrica en el proceso de prensado y sinterización de cobre y hierro en forma de polvo. A la composición se le añade grafito, plomo o estaño.

Este es un material poroso que está presaturado con mantequilla derretida. Esto permite que el sistema funcione durante mucho tiempo sin cambiar el lubricante. Los revestimientos de metal cerámico se utilizan en máquinas de baja velocidad, en lugares donde es difícil lubricar.

Auriculares no metálicos

Los casquillos se pueden fabricar con materiales no metálicos. Para ello, se utilizan plásticos especiales antifricción. También se pueden utilizar plásticos laminados de madera y caucho para este propósito. Dichos tipos de revestimientos son resistentes al agarrotamiento y no exigen compuestos lubricantes. Trabajan bien en el nudo. El alcance de estos rodamientos es específico. Dado que el sistema se puede lubricar prácticamente con agua, esto permite que el rodamiento se utilice en la industria alimentaria y en otras industrias.