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Diseño de las disposiciones de cojinetes de fricción

Los factores más importantes que se deben tener en cuenta a la hora de seleccionar el material y el acabado de la superficie de contacto sobre la que se desliza el cojinete de fricción son las condiciones de carga, por ejemplo, la carga, el ángulo de oscilación y el tipo de movimiento, y las influencias del entorno. 

Cuando existe riesgo de corrosión, la superficie de contacto debe ser lo suficientemente resistente. Las marcas de corrosión sobre la superficie de contacto y, por ejemplo, las partículas abrasivas contaminantes como subproductos de la corrosión aumentan la rugosidad superficial y aceleran el desgaste. En tales casos, se deberá considerar el uso de acero inoxidable o el tratamiento de la superficie con un recubrimiento de cromo duro, niquelado o con oxidación electrolítica.

Esta página ofrece recomendaciones específicas para los tipos de cojinetes de fricción en las siguientes consideraciones de diseño, según corresponda:

  • tolerancias de ejes y soportes
  • rugosidad y dureza del eje
  • material y acabado de la superficie de las superficies de contacto
  • diseño de los componentes asociados
  • soluciones de sellado
Cojinetes de fricción de bronce sólido
Tolerancia del eje
De e7 a e8

Tolerancia del soporteH7

Rugosidad del eje
Ra ≤ 1,0 µm

Dureza del eje
De 165 a 400 HB


Cojinetes de fricción de bronce sinterizado
Tolerancia del eje
De f7 a f8

Tolerancia del soporteH7

Rugosidad del eje
Ra: De 0,2 a 0,8 µm

Dureza del eje
De 200 a 300 HB


Cojinetes de fricción de bronce laminado
Tolerancia del eje
De e7 a f8

Tolerancia del soporteH7

Rugosidad del eje
Ra: De 0,4 a 0,8 µm

Dureza del eje
De 150 a 400 HB


Cojinetes de fricción de material compuesto de PTFE y POM
Tolerancias del eje

Cojinetes de fricción de material compuesto de PTFE métricos (tabla 1): 

  • d ≤ 75 mm: f7
  • d > 75 mm: h8

Cojinetes de fricción de material compuesto de POM métricos: h8 (tabla 2)

Cojinetes de fricción de material compuesto de PTFE en pulgadas (tabla 3):

Cojinetes de fricción de material compuesto de POM en pulgadas (tabla 4)

Tolerancias del soporte1)

Cojinetes de fricción de material compuesto de PTFE métricos (tabla 1):

  • D ≤ 4 mm: H6
  • D > 4 mm: H7

Cojinetes de fricción de material compuesto de POM métricos: H7 (tabla 2)

Cojinetes de fricción de material compuesto de PTFE en pulgadas (tabla 3):

Cojinetes de fricción de material compuesto de POM en pulgadas (tabla 4)

Rugosidad del eje

Cojinetes de fricción de material compuesto de PTFE: Ra ≤ 0,4 µm; Rz ≤ 3,0 µm

Cojinetes de fricción de material compuesto de POM: Ra ≤ 0,8 µm; Rz ≤ 6,0 µm

Dureza del eje

Cojinetes de fricción de material compuesto de PTFE: De 300 a 600 HB

Cojinetes de fricción de material compuesto de POM: De 150 a 600 HB

1)Las tolerancias recomendadas y los límites orientativos que se muestran en las tablas son válidos para soportes de acero y fundición. Cuando se utilizan soportes de aleación ligera, puede ser necesario un mayor grado de interferencia debido a las diferentes características de dilatación térmica del soporte y el cojinete de fricción. De lo contrario, existe riesgo de que la mayor dilatación térmica del soporte haga que el cojinete de fricción deje de tener fijación radial y que el juego de funcionamiento sea demasiado grande. Si no es posible adoptar un ajuste de interferencia mayor, podría utilizarse un adhesivo para retener el cojinete de fricción. En casos especiales, puede ser necesario, mediante la selección de una tolerancia adecuada para el eje, evitar un aumento inadmisible en el juego de funcionamiento.



Material y acabado de la superficie de las superficies de contacto
Para disposiciones de rótulas de material compuesto de PTFE y material compuesto de POM, resultan generalmente adecuados para la superficie de contacto los aceros blandos al carbono con una superficie rectificada.
Para aplicaciones más exigentes, SKF recomienda utilizar superficies de contacto templadas. La dureza de estas superficies debe ser de, al menos, 500 HB (50 HRC). Como alternativa, se puede considerar el uso de cromo duro, niquelado o alguna otra forma de tratamiento de la superficie. En todos los casos, Ra no debe superar los 0,3 μm (Rz ≤ 2 μm). Cuanto mejor sea el acabado de la superficie, mejores serán las propiedades de funcionamiento y desgaste.


Diseño de los componentes relacionados
Para evitar que la superficie deslizante quede escalonada, el ancho de la superficie de contacto debe ser siempre mayor que el ancho real del cojinete de fricción, en especial cuando puede producirse desplazamiento axial del eje respecto del soporte como resultado de la expansión axial.
Para simplificar el montaje, los extremos del eje y los agujeros del soporte deben tener un chaflán de entrada de entre 10 y 15° (fig. 1). Estos chaflanes facilitan la colocación a presión de los cojinetes de fricción en el agujero del soporte y la inserción del eje en el agujero del cojinete de fricción, sin el riesgo de dañar la superficie deslizante.
Los resaltes del soporte, diseñados para fijar el cojinete de fricción axialmente, deben tener un diámetro de agujero igual o mayor que d + 0,8 mm.
Cuando los cojinetes de fricción de material compuesto de PTFE funcionan sin lubricante, es especialmente importante alinear con precisión todas las posiciones del rodamiento. Si es imposible evitar la desalineación entre las posiciones, tome medidas durante la etapa de diseño para evitar que se produzcan tensiones elevadas inadmisibles en los bordes. Por ejemplo, se puede aliviar el asiento del agujero del soporte en ambos lados, o se puede utilizar un cojinete de fricción más ancho de modo que sobrepase el asiento del agujero del soporte en ambos lados (fig. 2).
En caso de que haya que compensar la desalineación y las condiciones de funcionamiento permitan el uso de material compuesto de POM, entonces deberán elegirse de los cojinetes de fricción de este material. La capa de recubrimiento de este material puede mecanizarse hasta un grado mínimo una vez que el cojinete de fricción se ha montado en el agujero del soporte.
Para los ejes que necesitan apoyo radial y fijación axial, se pueden aplicar cojinetes de fricción con pestaña o una combinación de cojinete de fricción y una arandela axial (Diseño de disposiciones de arandelas axiales) (fig. 3), en función de la magnitud de la carga axial. Los cojinetes de fricción con pestaña o las arandelas axiales son ventajosos, incluso cuando las cargas axiales son ligeras y la superficie no es adecuada para soportar el empuje, ya sea porque el material o su acabado son inadecuados. Tenga en cuenta que la superficie de contacto debe cubrir por completo la superficie deslizante de la pestaña de un cojinete de fricción con pestaña. Para las disposiciones de rodamientos en las que se utilizan cojinetes de fricción con pestaña, la transición desde el agujero del soporte hasta el resalte debe estar achaflanada para que no entre en contacto con el cojinete de fricción a la altura de la pestaña (fig. 4).


Soluciones de sellado
Los sellos pueden influir significativamente en la vida útil de los cojinetes de fricción de material compuesto. A la hora de seleccionar los sellos, tenga en cuenta especialmente el diseño y el espacio disponible. También debe tenerse en cuenta el gasto justificable, ya que, por ejemplo, los cojinetes de fricción lisos de material compuesto pueden tolerar partículas contaminantes incrustadas, sobre todo en su capa de material compuesto de POM, por lo que son relativamente insensibles a la contaminación. Por lo general, no requieren una protección especial contra los contaminantes del aire.
Sin embargo, si la posición del cojinete de fricción está sometida a contaminación más pesada, debe sellarse desde el exterior y protegerse contra la entrada de contaminantes. Se puede obtener un sellado simple y eficiente si los componentes adyacentes pueden actuar también como sellos (fig. 5).
Los sellos radiales del eje con baja sección transversal, por ejemplo, los sellos radiales del eje de diseño G como los que se usan en los rodamientos de agujas, pueden proporcionar protección adecuada a las rótulas de material compuesto en la mayoría de los casos (fig. 6). Si las exigencias impuestas sobre la disposición de sellado son altas, puede ser necesario recurrir a sellos especiales de caucho, plástico o materiales similares, por ejemplo, limpiavástagos SKF (fig. 7).
En el caso de entornos muy contaminados, en especial cuando está presente arena o arcilla, los sellos de caucho o plástico suelen tener una vida útil muy corta. En estas condiciones, se puede lograr una buena solución de sellado mediante la relubricación regular.

Cojinetes de fricción de PTFE poliamida
Tolerancia del eje
De h8 a h9

Tolerancia del soporteH7

Rugosidad del eje
Ra ≤ 0,8 µm

Dureza del eje
De 100 a 300 HB


Cojinetes de fricción de bobinado de filamentos
Tolerancias del eje
h8

Tolerancia del soporte
H7

Rugosidad del eje

Ra: De 0,2 a 0,4 µm
Rz: De 1,0 a 2,0 µm

Dureza del eje
≥ 490 HB (≥ 50 HRC)



Material y acabado de la superficie de las superficies de contacto
Por lo general, SKF recomienda utilizar superficies de contacto templadas para los cojinetes de fricción de bobinado de filamentos.
Los perfiles que presentan bordes afilados, por ejemplo, valores de Rr elevados, causan un gran desgaste, incluso si los valores de Ra se encuentran dentro del rango recomendado. Aunque una mayor rugosidad superficial podría ser aceptable para el movimiento oscilante, se produce un gran desgaste cuando los cojinetes de fricción giran o realizan movimientos lineales.
Para explotar al máximo la vida útil potencial del cojinete de fricción, puede ser necesario optimizar la superficie de contacto. Los mejores resultados se han obtenido con cromado duro, pulido, así como con superficies nitruradas.
Debe revisarse caso por caso si puede obtenerse una vida útil adecuada si la condición de la superficie de contacto está fuera de las recomendaciones.
Para obtener más información, comuníquese con el Departamento de Ingeniería de Aplicaciones de SKF.


Soluciones de sellado
Los cojinetes de fricción de bobinado de filamentos tienen una capacidad limitada para soportar partículas sólidas incrustadas en el material bobinado del filamento. Por lo tanto, los sellos pueden aumentar significativamente su vida útil cuando los cojinetes de fricción deben utilizarse en entornos altamente contaminados. De lo contrario, los contaminantes dañan las hebras de la capa superficial deslizante y la continua destrucción de la estructura de la capa deslizante da lugar a un rápido aumento del desgaste. SKF recomienda utilizar limpiavástagos SKF, que permiten las mismas velocidades de deslizamiento que los cojinetes de fricción de bobinado de filamentos, para proteger la superficie deslizante contra la entrada de contaminantes abrasivos (fig. 7). Los sellos radiales del eje o los sellos radiales del eje con baja sección transversal pueden también ofrecer soluciones de sellado adecuadas. 


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