UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA MAQUINARIA E Facultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas

CURSO: MAQUINARIA E INSTRUMENTACION

INDUSTRIAL

PROFESOR: Tarazona Ponte, Santiago

INFORME N°01:ANALISIS DE CARGAS ACTUANTES

EN RODAMIENTOS

INTEGRANTES:

Castillo Yachapa, Cristhian Joel 20131187A

FECHA DE ENTREGA:

12 de setiembre del 2015

2015

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INTRODUCCION

En busca de mejorar el rendimiento mecánico de las maquinas empleamos diferentes instrumentos que ayudan a mejorar la movilidad interna de esta. Uno de estos son los

rodamientos, los cuales alargan la vida útil de las piezas rotacionales, dando una mayor durabilidad y control de la temperatura en los puntos de fricción.

Existen varios tipos de rodamientos y día tras día las necesidades del mercado buscan avanzar en la calidad de los rodamientos; es así como hoy en día las

industrias sacan al mercado gran variedad de alternativas en cuanto a rodamientos serefiere. En este trabajo damos a conocer la temática de estas herramientas, además

planteamos un análisis de las cargas actuantes en dicha herramienta.

CONCEPTOS PREVIOS

MAQUINARIA:

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Se denomina maquinaria al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo. Claros ejemplos de esto son las maquinarias agrícolas, maquinarias de construcción y maquinaria textil, entre otras tantas.

MAQUINA:

Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado.

Elementos que componen una maquina:

A. Motor: es el mecanismo que transforma una fuente de energía en trabajo requerido.

Conviene señalar que los motores también son máquinas, en este caso destinadas a

transformar la energía original (eléctrica, química, potencial, cinética) la energía

mecánica en forma de rotación de un eje o movimiento alternativo de un pistón.

B. Mecanismo: es el conjunto de elementos mecánicos, de los que alguno será móvil,

destinado a transformar la energía proporcionada por el motor en el efecto útil buscado.

C. Bastidor: es la estructura rígida que soporta el motor y el mecanismo, garantizando el

enlace entre todos los elementos.

D. Componentes de seguridad: son aquellos que, sin contribuir al trabajo de la máquina,

están destinados a proteger a las personas que trabajan con ella.

Estos elementos de máquinas, no tienen que ser necesariamente sencillos, pero si ser

reconocibles como elemento individual, fuera de la máquina de la que forma parte, o de las

máquinas de las que puede formar parte.

TIPOS DE ELEMENTOS PARA MÁQUINAS

Según la tecnología a la que cada uno de estos elementos puede formar parte, podemos

distinguir:

I. Mecánicos:

Son las piezas de metal o de otros materiales que constituyen los elementos de la máquina. Podemos diferenciar:

a. Elementos mecánicos constitutivos: Son los elementos que forman la estructura y forma de la máquina: Bancada, Bastidor, Soportes, Carros móviles.

b. Elementos de unión: Son los que unen los distintos elementos de la máquina: Remache, Soldadura, Tornillo, Pasador, Grapa, Presilla.

c. Elementos de transmisión: Son los que trasmiten el movimiento y lo regulan o modifican según el caso: Árboles de transmisión, Engranaje, Husillo, Cadenas.

d. Elementos de pivotar y rodadura: Son los elementos que permiten el giro, deslizamiento o pivotaje de los elementos móviles, sin demasiado desgaste ni producción de calor: Cojinete, Rodamiento, Resbaladera.

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II. Neumáticos:

Los elementos de Neumática que forman parte de las máquinas son los que funcionan, hacen funcionar o regulan por aire comprimido: Válvulas, Cilindros neumáticos, Turbinas neumáticas

III. Hidráulicos:

Los elementos de Hidráulica en máquinas son los que funcionan, hacen funcionar o regulan la circulación de un líquido, normalmente aceite hidráulico: Válvulas hidráulicas, Cilindro hidráulico.

IV. Eléctricos:

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Son los elementos que se basan en la tecnología eléctrica, y que podríamos dividir: Generadores de movimiento ( Motores que dan lugar a un movimiento giratorio y Solenoides que dan lugar a un movimiento lineal, de longitud limitada).

De control y maniobra: Permiten la regulación de otros elementos eléctricos: Pulsador, Interruptor, Conmutador, Relé, Contactor.

V. Electrónicos

Dependiendo de la potencia de la máquina, los controles desde la perspectiva de la electrónica pueden ser PLC, DCL, Y PICs, todos estos son sistemas programables en los que con una configuración llamada SCADA, es posible observar y controlar el rendimiento de dicha máquina a través de una PC equipada con los periféricos de entrada adecuados.

RODAMIENTOS:

Es el conjunto de esferas que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, el rodamiento produce movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueve sobre el cual se apoya. Los rodamientos se denominan también cojinetes no hidrodinámicos. Teóricamente, estos cojinetes no necesitan lubricación, ya que las bolas o rodillos ruedan sin deslizamiento dentro de una pista. Sin embargo, como la velocidad de giro del eje no es nunca exactamente constante, las pequeñas aceleraciones producidas por las fluctuaciones de velocidad producen un deslizamiento relativo entre bola y pista. Este deslizamiento genera calor. Para disminuir esta fricción se lubrica el rodamiento creando una película de lubricante entre las bolas y la pista de rodadura. Las bolas, en su trayectoria circular, están sometidas alternativamente a cargas y descargas, lo que produce deformaciones alternantes, que a su vez provocan un calor de histéresis que habrá que eliminar. Dependiendo de estas cargas, el cojinete se lubricará simplemente por grasa o por baño de aceite, que tiene mayor capacidad de disipación de calor.

CARGAS ACTUANTES EN RODAMIENTOS

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La magnitud de la carga es uno de los factores que suele determinar el tamaño del rodamiento. Por lo general, los rodamientos de rodillos pueden soportar cargas más elevadas que los rodamientos de bolas de tamaño similar (figura   1 ). Los rodamientos completamente llenos de elementos rodantes pueden soportar cargas más elevadas que los rodamientos con jaula correspondientes. Los rodamientos de bolas se utilizan, habitualmente, cuando las cargas son ligeras a normales. Los rodamientos de rodillos se utilizan en aplicaciones donde las cargas son más pesadas.

A. Cargas radiales: Los rodamientos de rodillos cilíndricos de diseño NU y N, los rodamientos de agujas y los rodamientos de rodillos toroidales solo pueden soportar cargas puramente radiales (figura 2). Todos los demás rodamientos radiales pueden soportar algunas cargas axiales además de las cargas radiales (→ Cargas combinadas ).

B. Cargas axiales: Los rodamientos axiales de bolas y los rodamientos de bolas con cuatro puntos de contacto (figura   3 ) son adecuados para cargas ligeras o normales puramente axiales. Los rodamientos axiales de bolas de simple dirección solo soportan cargas axiales en un sentido. En el caso de las cargas axiales que actúan en ambos sentidos, se necesitan rodamientos axiales de bolas de doble dirección. Los rodamientos axiales de bolas de contacto angular pueden soportar cargas axiales normales a altas velocidades. Aquí, los rodamientos de simple efecto también pueden soportar cargas radiales simultáneas, mientras que los rodamientos de doble efecto se utilizan, habitualmente, para las cargas puramente axiales.Para cargas normales a pesadas que son puramente axiales y actúan solo en un sentido, son adecuados los rodamientos axiales de agujas, de rodillos cilíndricos y de rodillos cónicos. Los rodamientos axiales de rodillos a rótula (figura   5 ) pueden soportar cargas axiales solo en un sentido, así como también cargas radiales. Para cargas axiales alternas elevadas, se pueden montar en pares dos rodamientos axiales de rodillos cilíndricos o dos rodamientos axiales de rodillos a rótula.

C. Cargas combinadas: Una carga combinada consta de una carga radial y una carga axial que actúan simultáneamente. La capacidad de un rodamiento para soportar una carga axial se determina mediante el ángulo de contacto a. Cuanto mayor sea dicho ángulo, mayor será la capacidad de carga axial del rodamiento. El factor de cálculo Y, que disminuye al aumentar el contacto a, es indicador de esta situación. Los valores del ángulo a o del factor Y se detallan en el capítulo de productos correspondientes. La capacidad de carga axial de un rodamiento rígido de bolas depende de su diseño interno y del juego interno de funcionamiento del rodamiento (→ Rodamientos rígidos de bolas). Para cargas combinadas, se usan principalmente los rodamientos de una y de dos hileras de bolas de contacto angular y los rodamientos de una hilera de rodillos

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cónicos, aunque los rodamientos rígidos de bolas y los rodamientos de rodillos a rótula también son adecuados (figura 6). Asimismo, los rodamientos de bolas autoalineables y los rodamientos de rodillos cilíndricos de diseño NJ y NUP, así como los rodamientos de rodillos cilíndricos de diseño NJ y UN con aros angulares HJ, también se pueden utilizar cuando las cargas combinadas tienen un componente axial relativamente pequeño (figura   7 ).

Los rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular, los rodamientos de una hilera de rodillos cónicos, los rodamientos de rodillos cilíndricos de diseño NJ, los rodamientos de rodillos cilíndricos de diseño NU con aro angular HJ y los rodamientos axiales de rodillos a rótula solo pueden soportar cargas axiales en un sentido. Para las cargas axiales que cambian de sentido, estos rodamientos se deben combinar con un segundo rodamiento. Por esta razón, están disponibles rodamientos de bolas de contacto angular de apareamiento universal (→Rodamientos para apareamiento universal) y conjuntos de rodamientos de rodillos cónicos apareados (→Conjuntos de rodamientos apareados).

D.Cargas de vuelco: Cuando una carga actúa excéntricamente sobre un rodamiento, se

produce un par de vuelco. Los rodamientos de dos hileras, p. ej., los rodamientos rígidos de bolas y los rodamientos de bolas con contacto angular, pueden soportar pares de vuelco, pero son más adecuados los rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular apareados y los rodamientos de rodillos cónicos dispuestos espalda con espalda.

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