Análisis de rodamientos de elementos rodantes.

Rodamiento de bolas

Un tipo de rodamiento particularmente común es el rodamiento de bolas . El rodamiento tiene Razas internas y externas entre las que ruedan las bolas. Cada carrera cuenta con un surco que generalmente tiene una forma tal que la bola queda ligeramente suelta. Así, en principio, la pelota contacta a cada raza a través de un área muy estrecha. Sin embargo, una carga en un punto infinitamente pequeño causaría una presión de contacto infinitamente alta. En la práctica, la bola se deforma (aplana) ligeramente donde hace contacto con cada carrera, al igual que un neumático se aplana donde hace contacto con la carretera. La carrera también cede ligeramente donde cada bola presiona contra ella. Por lo tanto, el contacto entre la pelota y la raza es de tamaño finito y tiene una presión finita. Tenga en cuenta también que la bola y la raza deformadas no se mueven completamente sin problemas porque diferentes partes de la bola se mueven a diferentes velocidades a medida que ruedan. Por lo tanto, hay fuerzas opuestas y movimientos de deslizamiento en cada contacto pelota / carrera. En general, estos causan arrastre de rodamiento.

Rodamientos de rodillos

Rodillo cilíndrico

Los rodamientos de rodillos son el primer tipo conocido de rodamientos de elementos rodantes, que se remontan a al menos 40 aC. Los rodamientos de rodillos comunes utilizan cilindros de una longitud ligeramente mayor que el diámetro. Los rodamientos de rodillos generalmente tienen una mayor capacidad de carga radial que los rodamientos de bolas, pero una menor capacidad y mayor fricción bajo cargas axiales. Si las pistas internas y externas están desalineadas, la capacidad de los rodamientos a menudo disminuye rápidamente en comparación con un rodamiento de bolas o un rodamiento de rodillos esféricos.

Como en todos los rodamientos radiales, la carga externa se redistribuye continuamente entre los rodillos. A menudo, solo menos de la mitad del número total de rodillos lleva una porción significativa de la carga en todo momento. La animación de la derecha muestra cómo los rodillos de apoyo soportan una carga radial estática a medida que gira el anillo interior.

Rodillo esférico

Los rodamientos de rodillos esféricos tienen un anillo exterior con una forma esférica interna. Los rodillos son más gruesos en el medio y más delgados en los extremos. Los rodamientos de rodillos esféricos pueden acomodar tanto la desalineación estática como la dinámica. Sin embargo, los rodillos esféricos son difíciles de producir y, por lo tanto, caros, y los cojinetes tienen una mayor fricción que los rodamientos de rodillos cilíndricos o cónicos anideales, ya que habrá una cierta cantidad de deslizamiento entre los elementos rodantes y los anillos.

Cojinete de engranajes

El rodamiento del engranaje es un rodamiento de rodillos que combina con el engranaje epicicloidal. Cada elemento del mismo está representado por la regulación de los rodillos y las ruedas dentadas con la igualdad del (de los) diámetro (s) del (de los) rodillo (s) hasta el (los) diámetro (s) del paso (s) de la rueda (s). Los anchos de los rodillos conjugados y las ruedas dentadas en pares son iguales. El enganche es en espiga o con el extremo inclinado para realizar un contacto axial de rodadura eficiente. La desventaja de este rodamiento es la complejidad de fabricación. Se podrían usar rodamientos de engranajes, por ejemplo, una suspensión rotativa eficiente, un mecanismo de engranaje planetario simplificado de forma cinemática en instrumentos de medición y relojes.

Rodillo cónico

Rodamientos de rodillos cónicos con rodillos convencionales que se ejecutan en carreras cónicas. La mayoría de los rodamientos de rodillos solo admiten cargas axiales o axiales, pero los rodamientos de rodillos cónicos soportan cargas radiales y axiales, y generalmente pueden transportar cargas más altas que los rodamientos de bolas debido a una mayor área de contacto. Los rodamientos de rodillos cónicos se utilizan, por ejemplo, como los rodamientos de rueda de la mayoría de los vehículos terrestres con ruedas. Las desventajas de este rodamiento son que, debido a la complejidad de la fabricación, los rodamientos de rodillos cónicos suelen ser más caros que los rodamientos de bolas; y, además, bajo cargas pesadas, el rodillo cilíndrico es como una cuña y las cargas de los cojinetes tienden a tratar de expulsar el rodillo: la fuerza del collar que mantiene el rodillo en el cojinete aumenta la fricción de los cojinetes en comparación con los cojinetes de bolas.

Rodillo de agujas

Los rodamientos de agujas utilizan cilindros muy largos y delgados. A menudo, los extremos de los rodillos se estrechan en puntos, y estos se utilizan para mantener los rodillos cautivos, o pueden ser hemisféricos y no cautivos pero sostenidos por el propio eje o una disposición similar. Como los rodillos son delgados, el diámetro exterior del rodamiento es solo un poco más grande que el agujero en el medio. Sin embargo, los rodillos de diámetro pequeño deben doblarse bruscamente donde entran en contacto con las carreras, y por lo tanto el rodamiento se fatiga con relativa rapidez.