Un cojinete en ingeniería es la pieza o conjunto de ellas sobre las que se soporta y gira el árbol transmisor de momento giratorio de una máquina.
De acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas (deslizamiento o rodadura), el cojinete puede ser un cojinete de deslizamiento o un rodamiento.
Cojinete de rodadura o "rodamiento"[editar]
Un rodamiento o cojinete de rodadura es un tipo de cojinete, que es un elemento mecánico que reduce la fricción entre un eje y las piezas conectadas a éste por medio de rodadura, que le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento. Dependiendo de su función y de las cargas aplicadas, los elementos de rodadura pueden ser: bolas, rodillos cilíndricos, rodillos cónicos, o rodillos cilíndrico-esféricos, (llamados también «barriletes» por su forma parecida a un barril).
Cojinete de deslizamiento[editar]
El cojinete de deslizamiento es junto al rodamiento un tipo de cojinete usado en ingeniería.
En un cojinete de deslizamiento dos casquillos tienen un movimiento en contacto directo, realizándose un deslizamiento por fricción, con el fin de que ésta sea la menor posible. La reducción del rozamiento se realiza según la selección de materiales y lubricantes. Los lubricantes tienen la función de crear una película deslizante que separe los dos materiales o evite el contacto directo. Como material de los casquillos se suele emplear el metal Babbitt.
Al tocarse las dos partes, que es uno de los casos de uso más solicitados de los cojinetes de deslizamiento, el desgaste en las superficies de contacto limita su vida útil. La generación de una película lubricante que separe las dos piezas del mecanismo mediante una lubricación completa, requiere un sistema adicional para elevar la presión del lubricante. Se usa sólo en máquinas de gran tamaño, con grandes cojinetes de deslizamiento.
La resistencia al deslizamiento provoca la conversión de parte de la energía cinética en calor, lo que se traduce en que las partes que sostienen los casquillos del cojinete deban ser muy resistentes tanto mecánica como térmicamente.
Cojinete de empuje[editar]
El cojinete de empuje absorbe cargas axiales (es decir, paralelas al eje) Existe tanto en automóviles como en barcos. En buques puede ser aplicado directamente sobre la cara interna del buque, o formar parte, en caso de que exista, de la caja reductora-inversora.
Cálculo de la dimensión de un cojinete de empuje del motor principal de un buque[editar]
La fórmula utilizada para calcular dicha dimensión es la siguiente:
Superficie = F
. Pe
F : Fuerza ejercida por la hélice. Pe: Presión específica que soporta el cojinete.
Para poder obtener la fuerza de la hélice se recurre a la fórmula:
F = Ne * Nh
. Vel
Ne : Potencia efectiva del motor Nh : rendimiento de la hélice Vel : velocidad del buque
La potencia efectiva del motor es un dato de manual, muchas veces dado en caballos vapor, los cuales se deben pasar a kg/cm². Supóngase una potencia de 3350 cv (caballos vapor) y un rendimiento de la hélice de 0,6
Ne = 3350 cv * 76 kg/cm² = 254600 kg/cm²
Vel = 12 nudos = 6,173 m/s Nh = 0,6
F = 254600 kg/cm² * 0,6 = 24746,5 kgf dato con el que se despeja la superficie de cojinete de empuje
6,173 m/s
Recordando: Sup = F Sup = 24746,5 kgf = 495,3 cm²
. Pe 5 kgf/cm² ====> dato sacado de manual
El cojinete de deslizamiento, cojinete liso o buje liso, es el tipo de cojinete más simple usado en ingeniería. Su principio de funcionamiento se basa en la capacidad de deslice entre dos superficies en contacto, sea por el bajo coeficiente de fricción entre ellas o por la presencia de un lubricante entre ambas.
En el cojinete de deslizamiento, dos casquillos tienen un movimiento relativo en contacto directo, generándose un deslizamiento con fricción, por lo que su eficiencia será determinada especialmente por la capacidad de reducir en lo posible la fricción entre los elementos. La reducción del rozamiento se realiza a través de la selección de materiales y lubricantes. Los lubricantes tienen la función de crear una película resbaladiza que separe los dos materiales, evitando el contacto directo, y con ello el calentamiento y desgaste de las superficies.
Al tocarse las dos partes, que es uno de los casos de uso más solicitados de los cojinetes de deslizamiento, el desgaste en las superficies de contacto limita la vida útil. La generación de la película lubricante que separa por una lubricación completa requiere un esfuerzo adicional para elevar la presión, y que se usa sólo en máquinas de gran tamaño para grandes cojinetes de deslizamiento.
La resistencia al deslizamiento provoca la conversión de parte de la energía cinética en calor, que desemboca en las partes que sostienen los casquillos del cojinete.
Hay que distinguir entre los cojinetes simples (lubricado o lubricados con grasa), cojinetes hidrodinámicos y Cojinetes hidrostáticos. La resistencia al deslizamiento es fricción seca, fricción mixta o fricción líquida.
Cojinetes de fricción seca[editar]
En rodamientos de fricción seca se utilizan materiales de baja fricción y combinaciones de materiales distintos. A veces también los hay "autolubricantes" (tales como con una aleación de plomo u hojalata, un plástico como el PTFE o cerámicos). La otra opción de fricción seca es con rodamientos de acero.
Cojinetes de fricción líquida[editar]
En cojinetes de fricción, cuando se requiere baja pérdida de energía y durabilidad (por ejemplo, para la conversión de energía en una turbina, o en generadores), se aplica la lubricación completa, es decir, la fricción fluida. La película lubricante debe estar a presión para separar las superficies de contacto, para lograr la resistencia al apoyo de una sobre otra. En cojinetes hidrostáticos se dispone de alguna bomba de aceite (p.ej. en motores de combustión interna). En cojinetes hidrodinámicos la presión de la película del aceite de lubricación entre las dos superficies en contacto, se autogenera por su movimiento, pero esto significa que al iniciar y detener el movimiento no hay presión y existe fricción mixta. Además, es uno de los más utilizados a nivel mundial.
Cojinetes de fricción mixta[editar]
En los rodamientos lubricados se produce fricción mixta. El lubricante (grasas o aceites normalmente derivados del petróleo), envuelve las superficies de contacto mediante una película, minimizando el área de contacto, limitando la fricción y estableciendo una reducida resistencia al deslizamiento.
El cilindrado es una operación realizada en el torno mediante la cual se reduce el diámetro de la barra de material que se está trabajando.
Para poder efectuar esta operación, la herramienta y el carro transversal se han de situar de forma que ambos formen un ángulo de 90º (perpendicular), y este último se desplaza en paralelo a la pieza en su movimiento de avance. Esto es así por el hecho de que por el ángulo que suele tener la herramienta de corte, uno diferente a 90º provocará una mayor superficie de contacto entre ésta y la pieza, provocando un mayor calentamiento y desgaste.
En este procedimiento, el acabado que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia; variables como la velocidad y la cantidad de material que se corte en una «pasada», así como también el tipo y condición de la herramienta de corte que se esté empleando, deben ser observados.
En este proceso, comúnmente rigen la cilindricidad y la concentricidad, si es el caso en que haya varios diámetros a ser obtenidos.
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