lunes, 31 de mayo de 2021

Mecánica 1

Mayo 31,2021

 Ejercicio 1- Tienes un gancho de una grúa, que como máximo soportará 15Tn.

Seleccionar un rodamiento axial de bolas capaz de soportar esa carga y que tenga un diámetro interior de 65mm.

Se tiene:

    >> Fa = 15Tn = 15Kgf

    >> Fr = 0

Puesto que la carga es axial, se cumplirá:

    >> Po = Fa = 15,000Kgf = 150,000N =150kN

Por tanto, deberemos buscar en el catálogo un rodamiento axial cuyo C0 sea mayor que 150kN.

Dentro de los que tienen un diámetro interior de 65mm, el más pequeño en cumplir esta condición es el 51213.

Recomendamos consultar el catálogo oficial en:


Ejercicio 2- Dos rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular han de montarse apareados en montaje "O", observa la imagen. La carga radial Fr= 200 Kgf y la axial Fa = 1000 Kgf.

¿Qué tamaño de rodamiento es el adecuado, si el número de revoluciones es de 1500 por minuto y la duración nominal debe llegar a un mínimo de 20000 horas de funcionamiento?

             Ilustración 1

Los dos rodamientos están apareados, por ello se consideran como un único rodamiento, aunque incrementando su capacidad de carga estática en C=1,6 Crod.individual

Se verifica qué fórmulas se deben de utilizar:

Por lo tanto se utilizará la siguiente fórmula para realizar el cálculo:




Ahora utilizando la fórmula de la vida:




La única incógnita a despejar será C, luego se obtiene el valor de:


 
Esa será la capacidad de carga del par de rodamientos, la de cada uno de ellos la calculamos así:
 
 

 Ahora se va al catálogo y se busca un rodamiento del menor diámetro interior posible que tenga esa capacidad de carga, y el primero que encontramos con C >79,3 es el 7311, que tiene C=85. Por tanto, éste es el que seleccionamos.

Ejercicio 3- Se trata de escoger un rodamiento axial de bolas, que tenga un diámetro interior de 50mm.

Tenemos los siguientes datos:
* Fa = 7 Ton. = 7000 kgN
*Fr = 0

Recordemos que tenemos una carga axial, por lo tanto: 

*Po = Fa = 7000 ---> 70 KN

Ahora se pide buscar un rodamiento axial cuyo C0 sea mayor que 70 KN

Con base al catálogo, podemos llegar a la conclusión de que el rodamiento correcto es: 51110.




Ejercicio 4. Vida nominal básica y vida nominal SKF 
Los rodamientos rígidos de bolas SKF Explorer 6309 deben funcionar a 3000 r.p.m. bajo una carga radial constante Fr = 10 kN. Se debe usar lubricación con aceite; el aceite tiene una viscosidad cinemática real n = 20 mm2 /s a una temperatura de funcionamiento normal. La confiabilidad deseada es del 90% y se supone que las condiciones de funcionamiento son muy limpias. ¿Cuál sería la vida nominal básica y la vida nominal SKF?

a) La vida nominal básica para una confiabilidad del 90% es

De la tabla de productos para los rodamientos 6309, C = 55,3 kN. Debido a que la carga es puramente radial, P = Fr = 10 kN.
= 169 millones de revoluciones o en horas de funcionamiento utilizando
= 940 horas de funcionamiento

b) La vida nominal SKF para una confiabilidad del 90% es

• Debido a que es necesario contar con una confiabilidad del 90%, se debe calcular la vida L10m y a1=1

• De la tabla de productos para los rodamientos 
6309, dm = 0,5 (d + D) = 0,5 (45 + 100) = 72,5 mm

• Del diagrama 5, la viscosidad nominal del aceite a una temperatura de funcionamiento para una velocidad de 3000 r.p.m., v1 = 8,15 mm^2 /s. Por lo tanto, k = v/v1 = 20/8,15 = 2,45.

• De la tabla de productos Pu = 1,34 kN y Pu/P = 1,34/10 = 0,134. Como las condiciones son muy convenientes, hc = 0,8 y nc (Pu/P) = 0,107. Con k = 2,45 y utilizando la escala SKF Explorer, se obtiene el valor de aSKF = 8. Luego, según la ecuación de la vida nominal SKF

L10m = 1 * 8 * 169

1 352 millones de revoluciones o en horas de funcionamiento utilizando 
 = 7 512 horas de funcionamiento


Ejercicio 5. ¿Cuál es la vida nominal en horas de operación (L10h), para un rodamiento rígido de bolas 6208, operando a una velocidad de rotación n = 650 r.p.m., con una carga radial Fr de 3.2 kN {326 kg}?

De la ecuación 4.17, la carga radial dinámica equivalente es: 
Pr=Fr=3.2kN{326kgf}

La capacidad básica de carga dinámica Cr para un rodamiento 6208, es 29.1 kN {2970 kgf}. Para un rodamiento de bolas, el factor de velocidad fn, correspondiente a la velocidad rotacional n=650 r.p.m., es fn = 0.37. De modo que el factor de vida fh, puede calcularse por la ecuación, como se muestra a continuación:
Consecuentemente, con fh = 3.36, puede saberse, que la vida nominal L10h, es aproximadamente 19,000 horas.



Ejercicio 6. Determine el número más apropiado, para un rodamiento de rodillos cilíndricos, operando a una velocidad rotacional de n = 450 r.p.m., con una carga radial Fr de 200 kN {20,400kgf}, el cual debe tener una vida nominal L10h de al menos 20,000 horas de operación. 

El factor de vida fh = 3.02 (L10h a 20,000), y el factor de velocidad fn = 0.46 (n = 450r.p.m.). Para encontrar la capacidad básica de carga dinámica requerida, Cr, se utiliza la siguiente ecuación. 
=1,313kN{134,000kgf} 
El menor rodamiento que cumple con todos los requerimientos de esta aplicación es el NU2336 (Cr=1,380 kN) {141,000 kgf}.


 

viernes, 21 de mayo de 2021

tipos de rodamientos

 Tipos de rodamientos

Cada clase de tipos de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su diseño y que lo hace más o menos apropiado para una aplicación dada. Por ejemplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales moderadas así como cargas axiales pequeñas. Tienen baja fricción y pueden ser producidos con gran precisión. Por lo tanto, son preferidos para motores eléctricos de medio y pequeño tamaño. Los rodamientos de rodillos esféricos pueden soportar cargas radiales muy pesadas y son oscilantes, lo que les permite asumir flexiones del eje, entre dos rodamientos, que soportan un mismo eje. Estas propiedades los hacen muy populares para aplicaciones por ejemplo en ingeniería pesada, donde las cargas son fuertes, así como las deformaciones producidas por las cargas, en máquinas grandes es también habitual cierta desalineación entre apoyos de los rodamientos.

Rodamientos rígidos de bolas

Son usados en una gran variedad de aplicaciones. Son fáciles de diseñar, no separables, capaces de operar en altas e incluso muy altas velocidades y requieren poca atención o mantenimiento en servicio. Estas características, unidas a su ventaja de precio, hacen a estos rodamientos los más populares de todos los rodamientos.

Rodamientos de una hilera de bolas con contacto angular

El rodamiento de una hilera de bolas con contacto angular tiene dispuestos sus caminos de rodadura de forma que la presión ejercida por las bolas es aplicada oblicuamente con respecto al eje. Como consecuencia de esta disposición, el rodamiento es especialmente apropiado para soportar no solamente cargas radiales, sino también grandes cargas axiales, debiendo montarse el mismo en contraposición con otro rodamiento que pueda recibir carga axial en sentido contrario.

Rodamientos de agujas

Son rodamientos con rodillos cilíndricos muy delgados y largos en relación con su menor diámetro. A pesar de su pequeña sección, estos rodamientos tienen una gran capacidad de carga y son eminentemente apropiados para las aplicaciones donde el espacio radial es limitado.

Rodamientos de rodillos cónicos

El rodamiento de rodillos cónicos, debido a la posición oblicua de los rodillos y caminos de rodadura, es especialmente adecuado para resistir cargas radiales y axiales simultáneas. Para casos en que la carga axial es muy importante hay una serie de rodamientos cuyo ángulo es muy abierto. Este rodamiento debe montarse en oposición con otro rodamiento capaz de soportar los esfuerzos axiales en sentido contrario. El rodamiento es desmontable; el aro interior con sus rodillos y el aro exterior se montan cada uno separadamente.

Rodamientos de rodillos cilíndricos de empuje

Son apropiados para aplicaciones que deben soportar pesadas cargas axiales. Además, son insensibles a los choques, son fuertes y requieren poco espacio axial. Son rodamientos de una sola dirección y solamente pueden aceptar cargas axiales en una dirección. Su uso principal es en aplicaciones donde la capacidad de carga de los rodamientos de bolas de empuje es inadecuada. Tienen diversos usos industriales, y su extracción es segura.

Rodamientos axiales de rodillos a rótula

El rodamiento axial de rodillos a rótula tiene una hilera de rodillos situados oblicuamente, los cuales, guiados por una pestaña del aro fijo al eje, giran sobre la superficie esférica del aro apoyado en el soporte. En consecuencia, el rodamiento posee una gran capacidad de carga y es de alineación automática. Debido a la especial ejecución de la superficie de apoyo de los rodillos en la pestaña de guía, los rodillos giran separados de la pestaña por una fina capa de aceite. El rodamiento puede, por lo mismo, girar a una gran velocidad, aun soportando elevada carga. Contrariamente a los otros rodamientos axiales, éste puede resistir también cargas radiales.

Rodamientos de bolas a rótula

Los rodamientos de bolas a rótula tienen dos hileras de bolas que apoyan sobre un camino de rodadura esférico en el aro exterior, permitiendo desalineaciones angulares del eje respecto al soporte. Son utilizados en aplicaciones donde pueden producirse desalineaciones considerables, por ejemplo, por efecto de las dilataciones, de flexiones en el eje o por el modo de construcción. De esta forma, liberan dos grados de libertad correspondientes al giro del aro interior respecto a los dos ejes geométricos perpendiculares al eje del aro exterior.

Este tipo de rodamientos tienen menor fricción que otros tipos de rodamientos, por lo que se calientan menos en las mismas condiciones de carga y velocidad, siendo aptos para mayores velocidades.

Rodamientos de rodillos cilíndricos

Rodamiento de rodillos cilíndricos del tipo NUP. Un rodamiento de rodillos cilíndricos normalmente tiene una hilera de rodillos. Estos rodillos son guiados por pestañas de uno de los aros, mientras que el otro aro puede tener pestañas o no.

Según sea la disposición de las pestañas, hay varios tipos de rodamientos de rodillos cilíndricos:

Tipos de rodamientos NU: con dos pestañas en el aro exterior y sin pestañas en el aro interior. Sólo admiten cargas radiales, son desmontables y permiten desplazamientos axiales relativos del alojamiento y eje en ambos sentidos.

Tipos de rodamientos N: con dos pestañas en el aro interior y sin pestañas en el aro exterior. Sus características similares al anterior tipo.

Tipos de rodamientos NJ: con dos pestañas en el aro exterior y una pestaña en el aro interior. Puede utilizarse para la fijación axial del eje en un sentido.

Tipos de rodamientos NUP: con dos pestañas integrales en el aro exterior y con una pestaña integral y dos pestañas en el aro interior. Una de las pestañas del aro interior no es integral, es decir, es similar a una arandela para permitir el montaje y el desmontaje. Se utilizan para fijar axialmente un eje en ambos sentidos.
Los rodamientos de rodillos son más rígidos que los de bolas y se utilizan para cargas pesadas y ejes de gran diámetro.

Rodamientos de rodillos a rótula

El rodamiento de rodillos a rótula tiene dos hileras de rodillos con camino esférico común en el aro exterior siendo, por lo tanto, de alineación automática. El número y tamaño de sus rodillos le dan una capacidad de carga muy grande. La mayoría de las series puede soportar no solamente fuertes cargas radiales sino también cargas axiales considerables en ambas direcciones. Pueden ser reemplazados por rodamientos de la misma designación que se dará por medio de letras y números según corresponda a la normalización determinada.

Rodamientos axiales de bolas de simple efecto

El rodamiento axial de bolas de simple efecto consta de una hilera de bolas entre dos aros, uno de los cuales, el aro fijo al eje, es de asiento plano, mientras que el otro, el aro apoyado en el soporte, puede tener asiento plano o esférico. En este último caso, el rodamiento se apoya en una contraplaca. Los rodamientos con asiento plano deberían, sin duda, preferirse para la mayoría de las aplicaciones, pero los de asiento esférico son muy útiles en ciertos casos, para compensar pequeñas inexactitudes de fabricación de los soportes. El rodamiento está destinado a resistir solamente carga axial en una dirección.

Rodamientos de aguja de empuje

Pueden soportar pesadas cargas axiales, son insensibles a las cargas de choque y proveen aplicaciones de rodamientos duras requiriendo un mínimo de espacio axial.

lunes, 17 de mayo de 2021

¿Qué es un rodamiento y para que sirve?

 Rodamiento es la denominación que se le da a un elemento rotativo, que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a este sistema que sirve de apoyo y facilita su funcionamiento. En algunos países, se conoce como rodaje, rolinera, balero, bolillero, balinera, rodamiento o rulemán.

La fabricación de los rodamientos es una tecnología muy especial, dados que los procedimientos necesarios para conseguir la esfericidad de la bola sea perfecta. El material es sometido a un tratamiento térmico, abrasivo en cámaras de vacío absoluto. El producto final es casi perfecto, salvando el efecto adverso de la gravedad en el proceso de fabricación.

Cada clase de rodamientos muestra propiedades características, que dependen de su diseño y que lo hacen más funcional para una aplicación dada. Por ejemplo, los rodamientos rígidos de bolas pueden soportar cargas radiales, así como cargas axiales pequeñas. Tienen baja fricción y pueden ser producidos con gran precisión. Por lo tanto, son los preferidos para motores eléctricos de medio y pequeño tamaño. Los rodamientos de rodillos cilíndricos pueden soportar cargas radiales muy pesadas. Los rodamientos de rodillos esféricos soportan cargas considerables y son oscilantes, lo que les permite asumir flexiones del eje, entre dos rodamientos, que soportan un mismo eje.

Modulos embebidos DSP

  Componentes de un sistema embebido Un  estaría formando por un microprocesador y un software que se ejecute sobre éste. Sin embargo este...