ES2339454T3 - Unidad de cojinete para carga radial rotativa. - Google Patents
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Abstract
Alojamiento de un árbol de salida (2), con un rodamiento (3, 4, 5, 6), que aloja el árbol de salida (2) en una carcasa (1), con un anillo interior (4) fijo en el árbol (4) y un anillo exterior (6), en el que el anillo exterior (6) del cojinete de árbol (3, 4, 5, 6) está alojado de forma deslizante con respecto a la carcasa, caracterizado porque el ajuste entre el anillo exterior y el cojinete de fricción (3) está seleccionado de tal forma que bajo una carga radial rotatoria del cojinete de árbol (3, 4, 5, 6), se posibilita una rotación más lenta del anillo exterior, frente a la rotación del árbol (2), con relación a la carcasa (1) y porque la fuerza de fricción entre el anillo exterior (6) y el cojinete de fricción (3) bajo carga puntual habitual en el funcionamiento es suficiente para prevenir un movimiento relativo de las partes (1, 3, 6).
Description
Unidad de cojinete para carga radial
rotativa.
La invención se refiere a un dispositivo para la
prevención de óxido de ajuste y oscilaciones del asiento de
cojinete en motores, en el que sobre el cojinete del motor actúa una
carga radial rotatoria, por ejemplo en motores con embrague
rígido.
Durante el montaje de motores eléctricos en
máquinas se pueden utilizar para la transmisión del par motor
correas, piñones o embragues, de manera que la carga clásica del
cojinete es una carga puntual. En el caso de utilización de un
embrague muy rígido se genera una carga radial rotatoria. El asiento
del cojinete se considera en la mayoría de los casos como el primer
"punto débil" mecánico. A través de la carga radial rotatoria
se gira el anillo exterior del cojinete y provoca un incremento del
asiento del cojinete. El material eliminado, el llamado óxido de
ajuste, puede penetrar en el espacio interior del cojinete, lo que
conduce a fallo prematuro del cojinete.
Debido a un fallo de un único cojinete pueden
fallar instalaciones de fabricación complejas, como por ejemplo
máquinas de imprenta durante algunas horas. Para esta carga especial
solamente existen actualmente soluciones de compromiso, por ejemplo
sujetar axialmente el anillo exterior del cojinete o retraer el
anillo exterior del cojinete en el ajuste del cojinete. Estas
soluciones elevan, en efecto, un poco la duración de vida útil de
los componentes, pero no se soluciona el problema básico.
El documento
US-A-3.385 640 describe un
rodamiento radial con un anillo de rodadura interior y un anillo de
rodadura exterior. Tanto el anillo de rodadura interior como también
el anillo de rodadura exterior están alojados de forma giratoria en
un cojinete de fricción. Las superficies de fricción están diseñadas
de tal forma que los cojinetes de fricción continúan trabajando en
el caso de una parada del rodamiento y de esta manera impiden un
daño en el cojinete. De este modo, se reduce el número de
revoluciones que debe ser soportado por el rodamiento de mitad a un
quinto del número de revoluciones que debe ser soportado por
rodamientos habituales.
Por lo tanto, el cometido de la presente
invención es indicar un dispositivo del tipo mencionado al
principio, en el que se reduce al mínimo o bien se elimina el daño
mecánico del asiento del cojinete provocado por la carga radial
rotatoria.
Este cometido se soluciona a través de las
características de la reivindicación principal.
El núcleo de la invención consiste en que un
cojinete de árbol, que aloja un árbol de accionamiento con relación
a una carcasa, está alojado de forma deslizante con respecto a la
propia carcasa y en que el ajuste entre el anillo exterior y el
cojinete de fricción se selecciona de tal forma que bajo la carga
radial rotatoria del cojinete de árbol, se posibilita una rotación
más lenta del anillo exterior, frente a la rotación del árbol, con
relación a la carcasa. La combinación de alojamiento de fricción del
anillo exterior y ajuste elimina el desgaste del asiento del
cojinete, de manera que se utiliza un ajuste del juego entre el
anillo exterior y el cojinete de fricción. El ajuste entre el
anillo exterior y el cojinete de fricción se selecciona para que la
fuerza de fricción entre el anillo exterior y el cojinete de
fricción bajo carga puntual habitual en el funcionamiento sea
suficientemente grande para prevenir un movimiento relativo de las
partes; de esta manera, el alojamiento se comporta bajo cargas
normales habituales en el funcionamiento como un rodamiento puro.
El alojamiento es adecuado, por consiguiente, tanto para todas las
aplicaciones habituales como también para aplicaciones especiales.
La invención puede estar configurada de manera más ventajosa también
como alojamiento para el árbol de salida de un motor eléctrico, en
el que el cojinete de fricción está montado en un asiento de
cojinete en la carcasa del motor 1. Esta utilización de la invención
conduce a que se pueden emplear motores eléctricos como
accionamientos directos acoplados rígidamente, sin que los cojinetes
fallen precozmente. Otra configuración preferida de la invención
consiste en que el árbol de salida es el árbol de un motor eléctrico
sin carcasa y en que el cojinete de fricción está montado en un
asiento de cojinete en la máquina en la que el motor está montado.
De esta manera, la invención está optimizada al mismo tiempo para
motores estándar como también para motores sin carcasa que se
utilizan cada vez en mayor medida. En otra forma de realización
ventajosa, el cojinete de árbol es un rodamiento con anillo exterior
deslizante, recubierto con Teflón. De esta manera, se puede
optimizar la invención también para casos en los que la carga radial
es solamente reducida o debe reducirse al mínimo la necesidad de
espacio. Todavía en otra forma de realización ventajosa, se utiliza
un ajuste de juego FG/h entre el anillo exterior y el cojinete de
fricción. Este ajuste permite el movimiento axial necesario entre
el anillo exterior y el cojinete de fricción, pero proporciona
también la fricción necesaria para prevenir la rotación del anillo
exterior sin fuerza radial rotatoria. A través de la selección de
los ajustes se ha revelado que es ventajoso que la relación entre
el número de revoluciones del anillo exterior y el número de
revoluciones del árbol esté en el intervalo de 1:1500 a 1:2600. De
esta manera no se rectifican innecesariamente las superficies, pero
se absorben las fuerzas radiales rotatorias
perjudiciales.
perjudiciales.
A continuación se explica en detalle la
invención con la ayuda de ejemplos de realización con relación a
los dibujos.
En este caso:
La figura 1 muestra un árbol alojado de acuerdo
con la invención.
La figura 1 muestra en representación
esquemática un árbol de accionamiento 2, un cojinete que está
constituido por cuatro componentes mecánicos 3, 4, 5, 6 y una
carcasa 1. El árbol 2 es apoyado por el cojinete 3, 4, 5, 6 y el
cojinete 3, 4, 5, 6 está montado fijamente en un asiento de cojinete
7 en la carcasa 1. Los componentes 4, 5 y 6 forman un rodamiento,
cuyo anillo interior 4 se asiento fijo contra giro sobre el árbol 2
y cuyo anillo exterior 6 está alojado de forma giratoria frente a la
carcasa 1 por medio de un cojinete de fricción 3. Para reducir el
momento de fricción entre el anillo exterior 6 y el rodamiento de
fricción 3 a un mínimo, se pueden recubrir tanto el anillo exterior
3 del rodamiento 3, 4, 5, 6 como también el cojinete de fricción 3
con una capa libre de fricción, por ejemplo con una capa de Teflón.
Pero este recubrimiento doble no es necesario en la mayoría de los
casos.
En aplicaciones, en las que el árbol del motor 2
o bien está conectado mecánicamente de forma directa o por medio de
un embrague muy rígido con la carga, puede suceder que la carga, que
se transmite sobre el árbol 2, no sea estacionaria, es decir,
puntual, sino que sea rotatoria. La carga rotatoria provoca fuerzas
radiales, que deben ser absorbidas por el cojinete más próximo. El
par de torsión generado a través de la carga rotatoria es
transmitido sobre el cojinete 3, 4, 5, 6 o bien sobre su anillo
exterior 6. Cuando el par de torsión excede el umbral de fricción
adhesiva entre el anillo exterior 6 del rodamiento 4, 5, 6 y el
cojinete de fricción 3, el anillo exterior 6 se gira frente al
cojinete de fricción 3 o bien a la carcasa 1.
La velocidad absoluta del anillo exterior 6
depende directamente del ajuste seleccionado entre el anillo
exterior 6/cojinete de fricción 3, es decir, del intersticio de aire
entre el anillo exterior 6 y el cojinete de fricción 3. La relación
óptima entre el número de revoluciones del árbol y el número de
revoluciones del anillo exterior está en el intervalo entre 1500:1
y 2600:1 y corresponde a un juego de ajuste entre aproximadamente
0,05 y 0,03 mm. Un número de revoluciones del árbol de 2500 rpm
corresponde con una relación de 2500:1 a un número de revoluciones
del anillo exterior de 1 rpm. Este número de revoluciones
relativamente muy lento no es perjudicial para el cojinete de
fricción 3 y el desgaste del asiento del cojinete 7 es mínimo. Pero
en el caso extremo si se rozase el recubrimiento del cojinete de
fricción 3, no se perjudicaría ya la actividad de la invención,
porque el cojinete de fricción también tiene escasa fricción.
Seguramente también sería posible omitir el cojinete de fricción 3
y utilizar un rodamiento 4, 5, 6 recubierto con un anillo exterior
6, aunque esta solución sería menos efectiva.
La solución de acuerdo con la invención tiene la
ventaja para el fabricante de máquinas de que no debe realizarse
ninguna modificación en la mecánica, y para el fabricante de motores
tiene la ventaja de que se pueden utilizar componentes estándar.
Además, no se necesitan herramientas especiales o procesos de
fabricación especiales, es decir, que se reducen al mínimo los
costes de fabricación adicionales.
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- 1
- Carcasa
- 2
- Árbol
- 3
- Cojinete de fricción
- 4
- Anillo interior del cojinete
- 5
- Anillo de rodadura del rodamiento
- 6
- Anillo exterior del rodamiento
- 7
- Asiente del cojinete de fricción
Claims (8)
1. Alojamiento de un árbol de salida (2), con un
rodamiento (3, 4, 5, 6), que aloja el árbol de salida (2) en una
carcasa (1), con un anillo interior (4) fijo en el árbol (4) y un
anillo exterior (6), en el que el anillo exterior (6) del cojinete
de árbol (3, 4, 5, 6) está alojado de forma deslizante con respecto
a la carcasa, caracterizado porque el ajuste entre el anillo
exterior y el cojinete de fricción (3) está seleccionado de tal
forma que bajo una carga radial rotatoria del cojinete de árbol (3,
4, 5, 6), se posibilita una rotación más lenta del anillo exterior,
frente a la rotación del árbol (2), con relación a la carcasa (1) y
porque la fuerza de fricción entre el anillo exterior (6) y el
cojinete de fricción (3) bajo carga puntual habitual en el
funcionamiento es suficiente para prevenir un movimiento relativo de
las partes (1, 3, 6).
2. Alojamiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque bajo la carga radial rotatoria, el
anillo exterior (6) gira con una velocidad, que corresponde
solamente a una fracción de la velocidad del árbol de salida
(2).
3. Alojamiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el árbol de
salida (2) es el árbol de un motor eléctrico y porque el cojinete
de fricción (3) está montado en un asiento de cojinete en la
carcasa del motor (1).
4. Alojamiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el árbol de
salida (2) es el árbol de un motor eléctrico sin carcasa y porque
el cojinete de fricción (3) está montado en un asiento de cojinete
en la máquina, en la que está montado el motor.
5. Alojamiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el cojinete de árbol es un rodamiento
con un anillo exterior recubierto deslizante.
6. Alojamiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el ajuste es un ajuste de juego o
equivalente.
7. Alojamiento de acuerdo con la reivindicación
6, caracterizado porque el ajuste es un ajuste FG/h.
8. Alojamiento de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizado porque la relación entre el número de
revoluciones del anillo exterior y el número de revoluciones del
árbol está en el intervalo de 1:500 a 1:2600.
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