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• Adi Lasluisa

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UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

FISEI

Vida de los rodamientos

Relación cargavidaconfiabilidad

VIDA DE LOS RODAMIENTOS Cada rodamiento se diseña para "vivir" en un entorno definido. Tiene una "esperanza de vida" porque es una pieza de desgaste que se destina a una "muerte natural". Corresponde a la capacidad de aguantar la fatiga; entre otras palabras es el número de vueltas del rodamiento hasta los primeros signos de exfoliación.

Los cuerpos rodantes, al rodar sobre la pista, generan importantes esfuerzos cíclicos de compresión y cizalladura. Se desarrollan esfuerzos de contacto en el anillo interior, en el elemento rodante, y en el anillo exterior.

 De

la misma manera que los baches en las carreteras resultan de los pasos sucesivos de los vehículos, los anillos de los rodamientos se agrietan bajo el paso repetido de los cuerpos rodantes.

 Por

ejemplo, los rodamientos de rueda automóvil se calculan para que el 90% de ellos superen 500.000 kilómetros. Así es posible prever que 999 de cada 1.000 alcanzaran 100.000 kilómetros.

Causas de un daño prematuro En el 18%, de una contaminación: entrada de En el 70% de los líquido o de casos, se trata de partículas sólidas, una lubricación por eso la incorrecta: importancia de exagerada o no las juntas de suficiente; estanquidad lubricante cuyo fallo puede inadecuado, etc. resultar en una fuga de grasa y una entrada de contaminación.

En el 10%, de un montaje incorrecto: montaje brutal, recalentamiento excesivo, ajuste y juegos incorrectos, apriete excesivo, defectos geométricos.

Y en el 2%, de varias causas: utilización bajo cargas inadecuadas, defectos de ajuste, corrosión ligada al contacto, paso de corriente eléctrica…

Agrietamiento o desastillamiento del material en la pista interna • Producido por errores de ensamble, esfuerzos anormales, impactos durante la instalación u operación, partículas duras en el lubricante. • Aro exterior mal soportado - alojamiento deforme. • Humedad o ataque ácido.

FALLA EN PISTA EXTERNA • Agrietamiento o desastillamiento, producido por errores de ensamble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deficiente. Montaje fuera de escuadra, asentamiento inadecuado de los aros, eje doblado.

FALLA EN ELEMENTOS RODANTES: • Agrietamiento o desastillamiento del material en los elementos rodantes, causado por Juego interno reducido (ajuste apretado), Juego interno excesivo (a juste flojo), excesiva carga axial.

Deformación de la jaula • Caja o cubierta que mantiene en su posición a los elementos rodantes. • Lubricación inadecuada.

Daños en los rodamientos Gripado

Cráteres y Estrías

Corrosión

Coloración

• Arranques superficiales del material, jaulas destruidas. • Falta de lubricante o calentamiento excesivo.

• Arranques transversales de material. • Debidas al salto de la corriente eléctrica en motores.

• Oxidación localizada o generalizada. Protección deficiente. • Mal ajuste entre las pistas y eje o alojamiento.

• Toma un color rojizo por polimerización del lubricante. • Mala elección del lubricante, calentamiento excesivo.

Esta “muerte natural” se materializa con la aparición de exfoliaciones de fatiga.

Exfoliación

Eso significa la destrucción progresiva del rodamiento hasta su “muerte” anunciada.

La pista de rodadura está deteriorada. El rodamiento pierde sus propiedades iniciales, ya no puede funcionar normalmente.

A pesar de que se utilice correctamente (en particular con una lubricación apropiada), las grietas aparecen y se desarrollan hasta que pedacitos de materia se separan.

Pueden ser normales o debidos al deterioro.

Toda elevación de lo considerado normal nos creara un deterioro.

Aumento del par del motor

Perceptibles a mano o con instrumentos adecuados.

Elevación de temperatura

Ruidos

Vibraciones

Signos externos de deterioro Para realizar un movimiento siempre tenemos un par, si este aumenta es debido a un deterioro. Existe mayor gasto de energía para mover lo mismo.

„Los rodamientos no se diseñan se seleccionan‟ Un rodamiento deteriorado produce durante su funcionamiento un ruido como el rugido Un rodamiento en de un sonajero, perfecto estado no vibraciones, elevación debe tener la menor de temperatura o par corrosión, exfoliación, anormal de arrastre, marcas o fisuras. rompiéndose al totalmente al poco tiempo con el daño que ello puede causar.

Además, si hacemos girar alguna de sus pistas, el rozamiento será suave, sin presentar síntomas de agarrotamiento.

Vida Nominal Es el número de revoluciones (u horas a una velocidad constate) que el 90 por ciento de un grupo de cojinetes alcanza o excede, antes de que se desarrolle el criterio de falla.

Se la conoce también como vida mínima, vida L10 y vida B10.

Cada fabricante de cojinetes elegirá una vida nominal específica a la cual se reportan las capacidades de carga de sus componentes.

El valor de L10 puede también emplearse, con un 90 por ciento de fiabilidad, para expresar la vida que un rodamiento en concreto alcanzará en unas determinadas condiciones de funcionamiento.

La vida nominal mas utilizada es de 10^6 revoluciones.

La vida nominal de un rodamiento según la normativa ISO 281:1990  La

fórmula de la ISO de la duración o vida nominal. En millones de revoluciones se expresa como:

Donde: Vida nominal (al 90% de confianza) [millones de revoluciones] Vida nominal (al 90% de confianza) [horas de funcionamiento] Capacidad de carga dinámica, kN] Carga dinámica equivalente [kN] Velocidad de giro [r / min]

Exponente de la ecuación de la vida: 3 para los rodamientos de bolas, 10/3 para los rodamientos de rodillos (C/P) = seguridad de carga requerida para la aplicación



En muchas oportunidades es conveniente expresar la duración nominal en horas de funcionamiento o de servicio. Cuando la velocidad es constante. Calculándose de la expresión,



Ó también expresarse como:

Donde: Lh = duración nominal en horas de servicio n = Velocidad de giro RPM 

 En

algunas oportunidades, como en los casos de vehículos automotores y ferrocarriles, es de utilidad expresar la duración nominal en términos de kilómetros recorridos, para lo cual se puede utilizar la expresión:

 Donde:

Ls: duración nominal en millones de kilómetros recorridos. DR: diámetro de la rueda, en metros

Vida nominal para rodamientos oscilantes 

Si un rodamiento en lugar de girar, oscila desde una posición central un ángulo de ± γ, entonces:

L10osc= Vida nominal en millones de ciclos γ= Amplitud de la oscilación. Si es muy pequeño no se calcula la vida del rodamiento.

Calculo de vida considerando otras variables que afectan su funcionamiento(confiabilidad) 



Debido a la necesidad de establecer una relación entre las condiciones de referencia bajo las cuales se definen las capacidades de carga y las reales de funcionamiento, se calcula la vida del rodamiento considerando las variables adicionales que afectan a su funcionamiento. Numerosos ensayos han demostrado que rodamientos aparentemente idénticos, funcionando en condiciones idénticas, tienen vida diferentes. Por lo tanto es esencial definir el limite de fiabilidad.

 La

ecuación ampliada para el cálculo de la vida de un rodamiento es la siguiente: Lna= 𝒂𝟏 𝒙𝒂𝟐 𝒙𝒂𝟑 𝒙𝑳𝟏𝟎 Donde:  a1: factor de ajuste de la vida en función de la fiabilidad  a2: factor de ajuste de la vida en función del material de rodamiento  a3: factor de ajuste de la vida en función de las condiciones de trabajo  L10: vida nominal  Lna: vida ajustada para una fiabilidad del (100n) por ciento en millones de revoluciones

Lna= 𝒂𝟏 𝒙𝒂𝟐 𝒙𝒂𝟑 𝒙𝑳𝟏𝟎 FACTOR DE AJUSTE DE LA

FACTOR DE AJUSTE DE LA VIDA EN FUNCIÓN DE LA FIABILIDAD a1

FACTOR DE AJUSTE DE LA VIDA EN FUNCIÓN DE LAS VIDA EN FUNCIÓN DEL CONDICIONES DE TRABAJO MATERIALa2 a3

La vida del rodamiento Este factor introduce el se puede alargar o efecto de las diferentes Este parámetro permite acortar en función de la condiciones ambientales de funcionamiento, trabajar con fiabilidades calidad del material, la esencialmente por el tipo tecnología de distintas de la habitual de lubricación a fabricación y el diseño (90%). Si se multiplica a1 temperaturas no interno del rodamiento. por la vida de cálculo excesivas. L10, se obtiene la vida Ln En estas propiedades de que es la asociada a un la vida del rodamiento, Relación entre viscosidad el valor de la vida se real del lubricante “v” y la porcentaje de fiabilidad viscosidad necesaria para corrige mediante el R. una lubricación factor de ajuste de vida adecuada. para propiedades especiales del rodamiento.

a2  Se

ha tenido en cuenta la norma ISO 281, pero esta no siempre se utiliza.  Cuando el material es indicado en la norma a2=1, pero puede variar.  Para rodamientos Timken, fabricados a partir de aceros aleados de alta calidad, en horno eléctrico y usando coladas refinadas, se considera que a2=1.  Para rodamientos de larga vida NTN TMBa2 = 2.2 y para los TAB a2 = 3.6,

a3: factor de ajuste de la vida en función de las condiciones de trabajo Si las condiciones de lubricación son buenas y el elemento de rodillo y las superficies de rodamiento están separadas por una película de aceite a3=1.

Cuando las condiciones de lubricación no son buenas, por ejemplo, si la viscosidad del aceite lubricante es baja o la velocidad de los elementos rotatorios es especialmente baja se usa a31.

Combinación de los factores a2 y a3

Como a2 y a3 son interdependientes

La mayoría de los fabricantes agrupan ambos factores en uno

Para el material y la lubricación

Y sustituyen la fórmula de vida ajustada por un factor combinado a23

SKF  El

ajuste a23 implica un valor específico de la "relación contaminación-carga" ηc(Pu/P)23 utilizada en los diagramas para el factor de ajuste de vida SKF aSKF. Ya que el factor a23 solamente depende de la relación de viscosidad κ.  "relación contaminación-carga" ηc(Pu/P)23

Vida Media 

Cuando se prueban muchos grupos de cojinetes, el valor de la vida media se encuentra entre 4 y 5 veces el valor de la vida L10.

  



   

http://www.imac.unavarra.es/web_imac/pages/docencia/asignaturas/DyC DM/DyCDM_Cap6.pdf http://www2.ula.ve/dsiaportal/dmdocuments/elementos/RODAMIENTOS.pdf https://www.google.com.ec/search?q=vida+de+los+rodamientos&biw=1517 &bih=741&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=TjJnUqecJo24APek4CIDw&ved=0CAcQ_AUoAQ#facrc=_&imgdii=_&imgrc=we0FfCuRgZt vmM%3A%3BrU7jjaLEnM5xyM%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.nskeurope.es%2 52Fcps%252Fnsk%252Feu_es%252Fp%252Fimages%252Fcontent%252FHPS_new _composing_500x500_rdax_95.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.nskeurope. es%252Fcps%252Frde%252Fxchg%252Feu_es%252Fhs.xsl%252Frodamientos-derodillos-esfericos.html%3B500%3B500 http://www.ntn-snr.com/group/es/eses/index.cfm?page=/group/home/technique_roulement/vocabulaire/duree_ vie http://www.nose-seiko.co.jp/esp/image/pdf/s01.pdf http://www.mantenimientomundial.com/sites/mm/notas/bo10.pdf http://medias.schaeffler.com/medias/es!hp.tg.cat/tg_hr*ST4_102027403 http://www.youtube.com/watch?v=oaP7-ewhrVM