COJINETES

CLAUDIA MARCELA VELASQUEZ LEMUS 180344LUIS CARLOS NAVARRO ARANGO 180325

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAAFACULTAD DE INGENIERIAINGENIERA MECNICAOCAA2014

COJINETES

CLAUDIA MARCELA VELASQUEZ LEMUS 180344LUIS CARLOS NAVARRO ARANGO 180325

JAIDER VERGEL PABONProfesor

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAAFACULTAD DE INGENIERIAINGENIERA MECNICAOCAA2014

COJINETESLos cojinetes son elementos mecnicos que permiten el libre movimiento entre piezas fijas y mviles, van algunas veces colocados directamente en el bastidor de la pieza o mquina, pero con frecuencia van montados en soportes convenientemente dispuestos para facilitar su montaje.Dependiendo del montaje del rbol/eje con los cojinetes, el material del que estn hechos los cojinetes influye o no a la hora de su colocacin, y posterior funcionamiento de toda la transmisin. Si se consigue mantener continuamente separados el rbol y el cojinete por medio de una capa de lubricante evitando todo contacto solido entre superficies de deslizamiento, entonces el material del que estn formados no influye en nada sobre dicha calidad. Sin embargo, el rozamiento fluido depende de unas condiciones de velocidad, carga y temperatura. De esta manera, para las velocidades bajas (arranque y parada), los cojinetes giran en sentido de rozamiento mixto cuando no seca, haciendo inevitable el contacto directo entre las superficies de friccin.

Lubricacin de cojinetes A fin de reducir el rozamiento, disminuir el desgaste, evitar averas y el calentamiento de mquinas que se mueven en mutua relacin, se coloca entre ambas superficies una substancia formando un colchn o pelcula que las mantenga separadas, y que al mismo tiempo tenga muy bajo ndice de rozamiento. Esta substancia recibe el nombre de lubricante, siendo por lo general lquido o pastoso. De esta manera se reemplaza el rozamiento entre slido-slido por otro entre slido-lquido o pastoso. En estas condiciones, se dice que los cojinetes trabajan lubricados.

Aumento de la temperatura del lubricanteLa temperatura del lubricante aumenta hasta que la velocidad a la cual se realiza trabajo por el muon sobre la pelcula a travs del corte del fluido es igual que la velocidad a la cual el calor se transfiere a los alrededores de tamaa mayor. La disposicin especifica del sistema de lubricacin del cojinete afecta las relaciones cuantitativas.

Condiciones de estado estable en cojinetes autocontenidosLos cojinetes que poseen el lubricante tibio dentro de su alojamiento de manera permanente, se llaman cojinetes autontenidos. Estos cojinetes consisten por lo general en que el colector lubricante se encuentra dentro del alojamiento del cojinete y el lubricante se enfra con l. En las consideraciones de diseo se debe de tomar en cuenta que a disipacin del calor del alojamiento del cojinete hacia sus alrededores se lleva a cabo con la misma velocidad que la entalpia dentro de la pelcula del fluido.En un cojinete auto-contenido, el colector de lubricante se ubica como una cavidad de cuero y los extremos de la cavidad no penetran en los planos finales del buje. La pelcula de aceite sale del anillo aproximadamente a la mitad de las velocidades perifricas relativas del muon y del buje, y lentamente se agitan en el colector de lubricante, mezclndose con el contenido de ste. Como la pelcula en la mitad superior de la tapa de cavitado, no contribuye en nada fundamental al soporte de la carga, pero s a la friccin. Las tapas de cojinete se usan donde el colector (cuero) se expande en forma perifrica para contener la parte superior del cojinete, lo cual reduce la friccin de la misma carga, pero el ngulo incluido del cojinete se disminuyen a 180 grados.

Ecuacin de calor disipado por el alojamiento del cojinete:

El coeficiente global depende del material, recubrimiento superficial, geometra e incluso de la rugosidad.

Otra expresin se escribe para la diferencia de temperatura entre la pelcula del lubricante y la superficie de alojamiento del cojinete.

, depende del esquema de libricacion y geometria de alojamiento del cojineteSustituyendo esta ecuacin en la de calor disipado, se determina esta nueva ecuacin como:

Cuando se hace un anlisis en estado estable se desconoce la temperatura promedio y por ello la viscosidad, lo cual obliga a realizar un proceso de iteracin.La velocidad de generacin de calor , en estado estable, es igual a la velocidad de trabajo proveniente del par de torsin friccional T. Y para trabajar en Btu/h se utilizan unas conversiones.

Igualando esta ecuacin en la anterior y despejando se obtiene:

Cojinetes con lubricacin a presin La capacidad de soporte de carga de las chumaceras de circulacin natural autontenidos es bastante restringida. El factor lmite de un desempeo es la capacidad de disipacin de calor del cojinete. Una primera idea para incrementar la disipacin de calor consiste en enfriar el colector con fluido externo como el agua. El problema de la alta temperatura se reduce en la pelcula donde se genera el calor, pero el enfriamiento no es posible en la pelcula hasta despus. Ello no protege contra el exceso de l temperatura mxima permisible del lubricante. Una segunda alternativa implica en reducir el aumento de temperatura en a pelcula mediante el incremento considerable de la velocidad del flujo del lubricante. El lubricante por s mismo reduce el incremento de la temperatura. Aun se puede considerar un colector enfriado por agua. Para incrementar el flujo del lubricante, hay que utilizar una bomba externa como un lubricante suministrado a presiones de decenas de libra por pulgada cuadrada. Como el lubricante se suministra a presin sobre cojinetes, se le conoce como cojinetes con lubricacin a presin o lubricacin forzada. Para forzar un flujo mayor a travs del cojinete y de esta manera obtener un efecto de enfriamiento incrementado, una prctica comn consiste en emplear una ranura circunferencial en el centro del cojinete, con un agujero de suministro de aceite ubicado en la parte opuesta de la zona de soporte de carga. Un cojinete de este tipo es mostrado en la siguiente figura.

La ranura divide la curva de la distribucin de la presin en dos lbulos y reduce el espesor mnimo de la pelcula, dichos cojinetes pueden soportar ms carga sin sobrecalentarse.