Conceptos básicos de los cojinetes lisos

Por Mike Santora | 5 de septiembre de 2017

Los cojinetes lisos son manguitos cilíndricos que soportan cargas radiales de ligeras a moderadas. Se deslizan radial o axialmente sobre los ejes para permitir el movimiento giratorio o lineal (o, a veces, ambos) de estas cargas. Los cojinetes lisos de todos los tipos son compactos y livianos con una alta relación resistencia-peso. Los cojinetes lisos no tienen ninguna de las partes móviles que tienen los cojinetes de elementos rodantes, así que minimice los puntos de falla; también son rentables incluso para aplicaciones bastante resistentes. Las variaciones comunes son los cojinetes de manguito metálicos (que a menudo soportan cargas en una película de lubricación hidrodinámica o completa) y los cojinetes de plástico autolubricantes en una variedad de geometrías para aplicaciones de bujes, cojinetes de empuje y deslizamiento integral.

Las superficies del eje para el acoplamiento con cojinetes lisos no deben ser demasiado lisas ni ásperas.

Las clasificaciones de los cojinetes lisos se basan en parte en los resultados de las pruebas y su módulo de elasticidad del material, resistencia a la flexión, dureza Shore-D, presión superficial máxima y velocidad de funcionamiento, rotación y capacidad de carga máxima, esta última relacionada con la compresión del material del cojinete liso. límite. (Aquí, recuerde que el límite de compresión es el punto en el que se produce una deformación permanente del 0,2 %).

Además, un valor de presión-velocidad (PV) expresa la capacidad de carga del cojinete liso, generalmente en psi por las rpm del eje. Sin embargo, tenga en cuenta que los valores de PV son solo uno para ayudar a determinar la capacidad de carga general de un cojinete liso, especialmente cuando las expresiones de PV pueden inducir a error a los ingenieros a pensar que un cojinete liso puede soportar cargas excesivamente altas si la velocidad es muy baja. En otras palabras, el uso de valores de PV requiere la consideración simultánea de los límites de carga y velocidad del mundo real.

Como se mencionó anteriormente, los cojinetes lisos están hechos de grafito, bronce y plásticos que incluyen PTFE, nailon y poliacetal. Las mejoras en los materiales han hecho que los cojinetes lisos de plástico sean cada vez más comunes, incluso en aplicaciones de movimiento exigentes.

Material del eje y desgaste de los cojinetes lisos

Los ejes sobre los que se desplazan los cojinetes lisos tienen un impacto significativo en el rendimiento y la vida útil de los cojinetes lisos. Una opción común es el acero al carbono laminado en frío. Este material del eje constituye una superficie de contacto adecuada para cojinetes lisos hechos de polímeros. Las superficies de eje de cerámica inducen más desgaste, aunque a veces se eligen por su capacidad para soportar condiciones ambientales adversas. Aunque los ejes de aluminio son ligeros y fáciles de mecanizar, también provocan un desgaste acelerado de los cojinetes lisos. El eje fabricado en aluminio anodizado mejora ligeramente el rendimiento del montaje.

Las descargas estáticas no controladas pueden afectar negativamente a los componentes electrónicos, dificultar los procesos de producción o incluso contribuir al riesgo de incendio. Ahora, los rodamientos deslizantes autolubricantes F2 EDS de igus ofrecen propiedades de descarga electrostática (ESD) para tales aplicaciones. Su baja resistencia superficial (103 y 109 Ω en la geometría del componente) reduce el nivel de voltaje de carga y ayuda a cargar.

De hecho, las superficies del eje para el acoplamiento con cojinetes lisos no deben ser demasiado suaves ni ásperas. Las superficies demasiado lisas provocarán variaciones en la adherencia de adherencia y deslizamiento, lo que a su vez provocará una mayor resistencia a la fricción en el movimiento del rodamiento. Una mayor disparidad entre la fricción dinámica y estática hará que los rodamientos se desgasten más rápido y se produzcan movimientos más bruscos. Por el contrario, las superficies del eje demasiado ásperas desgastan rápidamente los cojinetes lisos. De hecho, las tasas de desgaste inducidas por las interfaces eje-cojinete pueden variar cien veces. Algunos fabricantes recomiendan acabados de la superficie del eje de 64 raíces cuadráticas medias (rms) para aplicaciones de precisión que necesitan baja fricción; un eje más liso con una rugosidad de aproximadamente 20 rms es más adecuado cuando el objetivo de diseño es una larga vida útil del cojinete liso.

Recuerde que la expresión rms de la rugosidad de la superficie se deriva de las mediciones de los picos y valles microscópicos de una superficie. Ra es una medida alternativa que algunos usan en la industria para cuantificar la rugosidad, en este caso, como una rugosidad promedio de los picos y valles de una superficie. Entonces, las dos medidas expresan la misma calidad, solo que en diferentes formatos. Tenga en cuenta que los picos o defectos grandes y periféricos en la superficie de un eje afectarán el valor RMS más que su valor Ra equivalente.