ES2213413B1 - Cojinete rodamiento con sustentacion hidrodinamica. - Google Patents

Abstract

Cojinete rodamiento con sustentación hidrodinámica. Consiste en un cojinete (1) que, mediante lubricación hidrodinámica (2), permite la rotación de un árbol (3) con respecto al mismo cojinete (1) y que en sus extremos tiene alojados sendas coronas (4) y (5) elementos rodantes como rodillos, bolas, agujas, etc., que pueden dar lugar a que el conjunto funcione, también, como si se tratase de un simple rodamiento.

Description

Cojinete rodamiento con sustentación hidrodinámica.

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a un cojinete para aplicación a todo tipo de maquinaria, incluyendo vehículos, que combina las ventajas que ofrece la lubricación hidrodinámica en los cojinetes de elevada velocidad de rotación, con la intervención de elementos rodantes cuando, al disminuir dicha velocidad, la lubricación hidrodinámica pierde su eficacia. Este cojinete presenta un amplio campo de aplicación, especialmente, cuando se trata de árboles y ejes que giran a gran velocidad pero que, sin embargo, también pueden o deben funcionar a velocidades bajas. En todas sus posibles aplicaciones presentan notables ventajas, tanto desde el punto de vista de duración de vida del cojinete, como evitando la contaminación medioambiental producida por el fuerte ruido que los rodamientos convencionales generan, cuando funcionan a velocidades altas.

Estado de la técnica

La experiencia pone de manifiesto que, a pesar de llevar a cabo una cuidadosa selección de los rodamientos teniendo en cuenta todos los factores a considerar en ella, entre los que figura la lubricación elastohidrodinámica, existe un alto nivel de deterioro con el uso, debido a muy diversas causas.

Asimismo, es conocido el elevado nivel de ruido que éstos generan, especialmente, cuando se hacen funcionar cerca de las máximas velocidades de rotación permitidas por sus límites.

Por otro lado, existen cojinetes que utilizan únicamente la lubricación hidrodinámica para su funcionamiento. Este tipo de lubricación presenta la ventaja de que, a partir de cierta velocidad de rotación del árbol respecto al cojinete, se produce sustentación hidrodinámica durante la cual, al no existir contacto físico entre ambos elementos, se evita el desgaste y el ruido de funcionamiento es mínimo. Sin embargo, cuando estos elementos funcionan a velocidades más bajas que la mínima de sustentación, se produce el contacto, generalmente, metal-metal en el que interviene el rozamiento entre ellos dando lugar a importantes desgastes.

En la actualidad se aplican unos u otros de los descritos anteriormente, procurando elegir el tipo que resulte más adecuado a cada diseño. No existe dispositivo alguno que utilice las ventajas de ambos y, a la vez, elimine sus respectivos inconvenientes.

Descripción de la invención

El cojinete debe diseñarse previendo una región central destinada al funcionamiento hidrodinámico y dos regiones laterales, una en cada extremo, que contendrá los elementos rodantes.

La primera será dimensionada teniendo en cuenta el módulo de juego, la relación de excentricidad, la presión media a soportar, el coeficiente de fugas, la viscosidad del lubricante, etc., de acuerdo con los cálculos correspondientes a la lubricación hidrodinámica para poder sustentar la carga deseada, bajo ciertas condiciones de trabajo y por encima de una determinada velocidad angular del árbol.

Las dos regiones laterales, situadas en los extremos del cojinete, presentan la geometría adecuada para ubicar los elementos rodantes como coronas de agujas, de rodillos, de bolas, etc., según el caso, y se dimensionarán de acuerdo con los criterios de selección y cálculo de rodamientos, puesto que, para velocidades de rotación del árbol inferiores a la de funcionamiento hidrodinámico, se comportan como verdaderos rodamientos.

Descripción de las figuras

Figuras 1, 2, 3 y 4

1.

Cojinete

2.

Fluido lubricante con presión hidrodinámica

3.

Árbol

4.

Corona de elementos rodantes

5.

Corona de elementos rodantes

6.

Orificio para alimentación del fluido lubricante

Descripción de una realización

En la figura 1 se muestra un cojinete, con coronas laterales de rodillos, funcionando por rodadura de éstos a una velocidad de rotación inferior a la de sustentación hidrodinámica. Puede observarse, en esta figura, que los rodillos de las coronas derecha (4) e izquierda (5) son los que soportan la carga del árbol (3). Se percibe el mismo efecto en la sección longitudinal del cojinete que se muestra en la figura 2.

En las figuras 3 y 4 se muestra el mismo cojinete anterior funcionando por lubricación hidrodinámica, cuando la velocidad de rotación del árbol ha superado la mínima de sustentación para la carga aplicada. Puede observarse, en ambas figuras, que los rodillos de las coronas extremas (4) y (5) no soportan carga alguna, puesto que, en esta situación de funcionamiento, el árbol se encuentra sustentado por la presión del aceite (2) correspondiente a la lubricación hidrodinámica.

El cojinete rodamiento con lubricación hidrodinámica puede funcionar tanto por inmersión en el fluido lubricante de un cárter, como mediante el empleo de anillo lubricador, empaquetamiento saturado de lubricante, o cualquier otro de los procedimientos empleados habitualmente en la lubricación hidrodinámica.

Claims (1)

1. Cojinete rodamiento con sustentación hidrodinámica, caracterizado porque está compuesto de una región central diseñada y mecanizada para que, en presencia de fluido lubricante y a partir de cierta velocidad de rotación establecida de acuerdo con el proyecto industrial, funcione con el tipo de lubricación hidrodinámica y compuesto, asimismo, de dos regiones extremas con la geometría adecuada para la inclusión, en ambas, de coronas de elementos rodantes de cualquier tipo (rodillos, bolas, agujas, etc.), para que a velocidades de rotación inferiores a la, antes referida, establecida en el proyecto, actúen los elementos rodantes, adquiriendo el cojinete, en este caso, el comportamiento de rodamiento convencional.