Cojinetes Y Rodamientos



COJINETES DE SUPERFICIE PLANA

5. Diseño de cojinetes con lubricación

Los factores a considerar cuando se seleccionan materiales para cojinetes y se especifican los detalles de diseño, incluyen los siguientes:
Coeficiente de fricción: Se deben considerar las condiciones, tanto estáticas como dinámicas.
Capacidad de carga, p: Carga radial divida entre el área proyectada del cojinete(lb/in2).
Velocidad de operación, V: La velocidad relativa entre los componentes móvil y estacionario, en general en ft/s o m/s.
Temperatura en condiciones de operación.
Limitaciones de desgaste.
Forma de producción: Maquinado, moldeado, fijación, ensamble y servicio.
Factor pV
Además de considerar individualmente la capacidad de carga, p, y la velocidad de operación, V, en producto pV es un parámetroimportante de funcionamiento para diseñar cojinetes, cuando existe lubricación límite. El valor pV es una medida de la capacidad del material en el cojinete para tomar la energía de fricción que se genera en el cojinete. En el valor pV límite, el cojinete no tendrá un límite estable de temperatura, y fallará con rapidez. Un valor práctico de diseño para pV es la mitad de su valor límite, mostrado enla tabla 16-1

























Genera en

Material
pV
 

psi*ft/min
kPa*m/s
 
Polimida Vespel® SP-21
300,000
10,500
Marca registrada de DuPoint Co.
Bronce al manganeso (C86200)
150,000
5,250
También llamado SAE 430A
Bronce al aluminio (C95200)
125,000
4,375
También llamado SAE 68A
Bronce al estaño con plomo (C93200)
75,000
2,625
También llamado SAE 660
Cojinete KU con lubricante en seco51,000
1,785
Vea la nota 1
Bronce poroso impregnado en aceite
50,000
1,750
 
Babbitt: alto contenido de estaño (99%)
30,000
1,050
 
PTFE Rulon®: Forro M
25,000
875
Respaldo de metal
PTFE Rulon®: FCJ
20,000
700
Movimiento oscilatorio y lineal
Babbitt: bajo contenido de estaño (10%)
18,000
630
 
Grafito/metalizado
15,000
525
Graphite Metallzing Corp.
PTFE Rulon®: 641
10,000
350
Aplicación enalimentos y medicinas
PTFE Rulon®: J
7,500
263
PTFE con carga
Poliuretano: UHMW
4,000
140
Peso molecular ultra alto
Nylon®: 101
3,000
105
Marca registrada de DuPoint Co.
1Los cojinetes KU consisten en capas pegadas de acero y una matriz de bronce poroso, recubierta con el material del cojinete. PTFE/plomo. Una capa del material del cojinete se transfiere al muñón durante la operación.Unidades de pV. Las unidades nominales de pV sólo son el producto de las unidades de presión por las de velocidad. En el sistema inglés son, si considera las unidades solamente:




Otra forma de considerar esas unidades es reordenarlas en la forma

El numerador representa una unidad de potencia, o energía transferida por unidad de tiempo. El denominador representa el área. Por consiguiente, sepuede pensar que pV es la tasa de entrada de energía al cojinete por unidad de área proyectada del mismo, si el cojinete de fricción es 1.0. Naturalmente, el coeficiente real de fricción es mucho menos que uno, en el caso normal. Entonces, se puede imaginar que pV es una medida de comparativa de la capacidad que tiene el cojinete para absorber energía sin sobrecalentarse.
En unidades SI, la fuerza Festá en Newton (N) y las dimensiones del cojinete están en mm. Entonces, la presión es:

Para los valores que se encuentran en los casos típicos, es conveniente convertir a kPa o 103N/m2


En resumen, la presión p, en N/mm2, es igual a 103 kPa.
La velocidad lineal de la superficie del muñón se calcula con:

Con D en mm y n en rpm. Entonces, las unidades de pV son:

Una conversión útil al sistemainglés es:

De nuevo se pueden formatear las unidades de pV para que reflejen la razón de transferencia de energía por unidad de área

Donde 1kW= 1kN*m/s.





Temperatura de funcionamiento
La mayoría de los plásticos están limitados a funcionar hasta unos 200° F (93°C). Sin embargo, el PTFE puede funcionar a 500°F (260°C). El babbitt se limita a 300°F (150°C), mientras que el bronce de estaño...