¿Se pueden utilizar cojinetes lisos para cargas en voladizo?

cojinetes lineales

Existen pocas aplicaciones de movimiento lineal en las que la carga está perfectamente centrada en el rodamiento de soporte. Por otro lado, la mayoría de las aplicaciones implican cargas en voladizo, lo que significa que se desplazan del rodamiento e inducen una carga momentánea.

En este contexto, el término "cojinete" puede significar un solo cojinete o un sistema de cojinetes, por ejemplo dos carriles en paralelo, con dos cojinetes cada uno, que juntos soportan una carga.

El momento causado por una carga en voladizo (o fuerza impulsora) produce dos fuerzas de reacción sobre el rodamiento de magnitudes iguales y opuestas. Estas fuerzas de reacción, multiplicadas por el coeficiente de fricción del rodamiento, determinan las fuerzas de fricción que se oponen al movimiento del rodamiento. Para que el rodamiento se mueva, la fuerza motriz debe ser mayor que las fuerzas de fricción; de lo contrario, se producirá atasco o falta de movimiento. La solución para superar la limitación no es aplicar una fuerza impulsora mayor.

La solución está en lo que comúnmente se llama la relación 2:1 (también conocida como “regla 2:1” o “relación vinculante”).

La relación 2:1 es la relación entre la longitud del rodamiento y la distancia entre la carga en voladizo (o fuerza motriz) y el rodamiento. En realidad, la proporción 2:1 no siempre es 2:1. Como lo muestra la siguiente ecuación, la relación aceptable entre la distancia del brazo de momento (D 1 ) y la longitud del rodamiento (L 1 ) que evitará el agarrotamiento depende del coeficiente de fricción del rodamiento (μ).

Utilizando el coeficiente de fricción generalmente aceptado de 0,25 para cojinetes lisos, la relación es 2:1. Si el coeficiente de fricción es menor, por ejemplo 0,10, la relación será 5:1. Y si es mayor, por ejemplo 0,50, la proporción pasa a ser 1:1.

Esta es la razón por la que los rodamientos de recirculación rara vez tienen problemas de adherencia con cargas en voladizo: su coeficiente de fricción suele ser de alrededor de 0,001, por lo que la relación aceptable entre la distancia del brazo de momento y la longitud del rodamiento es 500:1.

Como se mencionó anteriormente, cuando se excede la relación 2:1, aplicar más fuerza motriz no hará que el rodamiento se mueva. Las únicas formas de contrarrestar la restricción son 1) reducir la distancia del brazo de momento, 2) aumentar la longitud del rodamiento o 3) reducir el coeficiente de fricción.

Una pauta de diseño importante para los sistemas de cojinetes lisos es la siguiente: Cuando se utilizan dos rieles o ejes (como en la disposición de 2 rieles y 4 cojinetes que se muestra a continuación), los cojinetes montados en rieles están más cerca del voladizo de carga (o accionamiento). . fuerza motriz) debe ser fijo y los cojinetes montados en el carril más alejado de la carga en voladizo (o fuerza motriz) deben ser flotantes. La disposición flotante fija permite que el sistema de rodamientos compense desalineaciones menores y ayuda a prevenir el desgaste innecesario.

En una disposición de 2 rieles y 4 cojinetes, los dos cojinetes más cercanos a la carga en voladizo o a la fuerza motriz deben estar fijos y los otros cojinetes deben estar flotantes.

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