Rodamientos de rodillos esféricos: una pista de rodadura muy similar a los rodamientos de rodillos cónicos: diseño de copa que se encuentra en los rodamientos de rodillos cónicos estándar. Los elementos rodantes tienen forma cilíndrica y el rodamiento está equipado con propiedades de autoalineación, lo que resulta ventajoso en aplicaciones en las que pueden producirse deflexiones del eje y cargas de choque.
Con rodamientos de rodillos cónicos, la relación de carga axial a radial está determinada por el ángulo entre el eje del rodillo y el eje del rodamiento. Los ejes pesados y las fuerzas de empuje se soportan en una dirección, mientras que existen algunas variantes en ambas direcciones. Incluso pueden tolerarse cargas radiales moderadas, pero la carga radial está controlada por un rodamiento de pinza (120%), como se muestra en la Fig. 1.
Al aumentar la velocidad, este tipo de cojinete no es suficiente para controlar el movimiento del eje y se reemplaza por cojinetes flotantes donde no hay una película interna para soportar el eje y la construcción del cojinete no gira en relación con su alojamiento. Hay dos tipos de cojinetes de eje: fijos: tipos de manguito que giran y soportan un eje con una película de aceite, y diseños de cojinetes, como cojinetes de rodillos cónicos y cojinetes de pinzas, que no lo hacen.
En los cojinetes de eje internos dinámicos, la rotación del cojinete y el soporte posterior en su alojamiento estático crea una rotación en el área de la película de aceite exterior en la que se bombea el aceite. Esto también conduce al movimiento centrífugo del eje alrededor del rodamiento interno y tiene el efecto de bombear aceite desde la película interna hacia la película externa, así como un efecto positivo en la presión del aceite en el eje.
Los cojinetes basculantes están diseñados para transferir altas cargas axiales al eje giratorio para simplificar la instalación y el mantenimiento. Si el eje no está suficientemente controlado por el sistema de cojinetes, puede salirse de control y permitir que la película de aceite gire hacia la película exterior, lo que en última instancia destruye un turbocargador. En los cojinetes de eje dinámicos, el cojinete inferior gira a la misma velocidad que el cojinete de empuje, independientemente del diámetro del eje para el que esté diseñado.
La carga máxima para diferentes tipos de cojinetes varía de 0,5 a 500 toneladas, con una carga máxima de 1000 toneladas para el cojinete superior y 1,2 toneladas para el cojinete inferior.
El ángulo de contacto del cojinete de empuje aumenta a 90 grados en comparación con el cojinete de bolas radial y, por lo tanto, solo se producen cargas axiales. Debido a su construcción específica, los cojinetes de empuje no se consideran estándar y pueden estar hechos de cualquier material, como acero, aluminio, vidrio u otros materiales. El cojinete de empuje es el único tipo de cojinete con una carga máxima de 1000 toneladas o más.
La función de un rodamiento con un diseño fundamentalmente diferente es dirigir la fuerza desde el centro de masa hasta el borde exterior del rodamiento de bolas y viceversa. La diferencia con este rodamiento es que la carga se distribuye uniformemente sobre el elemento rodante.
Los rodamientos radiales estándar están diseñados para absorber fuerzas radiales, pero también pueden absorber fuerzas axiales de pequeñas a medianas. Al igual que con los rodamientos de bolas de ranura profunda o radiales, la carga se distribuye uniformemente sobre el elemento rodante del rodamiento axial. Por su especial diseño, los cojinetes push-pull son especialmente útiles en casos donde la velocidad es baja o media, y se requiere mayor rigidez.
Al igual que el cojinete de pistola hidrodinámico, el cojinete de empuje hidrodinámico utiliza aceite para sostener el rotor, pero de una manera diferente al cojinete radial.
El aceite se inyecta en el disco de empuje del cojinete y se crea una cuña de aceite entre el cojinete y el rotor. El cojinete en sí tiene dos tipos diferentes de cuñas de aceite, una para el cojinete radial y la otra para un cojinete de empuje hidrodinámico. Esto depende del diseño y el fabricante del equipo, pero generalmente es el mismo para ambos tipos.
El aceite puede manejar una carga de alrededor de 500 psi antes de colapsar, pero el equipo que el fabricante ha seleccionado para cargar una presión máxima de 1000 psi (1,5 libras por pulgada cuadrada). En el pequeño anillo visible en la superficie, se encuentra el aceite, que es alimentado por un sistema de elevación hidrostático utilizado tanto en el arranque como en la parada para garantizar una lubricación suficiente de la película líquida incluso a bajas velocidades.
Tener en cuenta todo el almacenamiento es un desafío, y otros cojinetes hidrodinámicos se limitan a una pequeña fracción del aceite total en la película de aceite. Es difícil crear una imagen completa de todas las diferentes fuerzas hidrostáticas en un solo rodamiento, por lo que puede ser difícil tener todo en cuenta.
Para que el cojinete de empuje mantenga una carga continua sobre la bola, el soporte debe corregir las fluctuaciones de velocidad.
Cuando los rodamientos de bolas angulares no pueden proporcionar una larga vida útil y un alto empuje, se utilizan rodamientos de bolas de péndulo. La carga del resorte se utiliza para garantizar que el cojinete no se dañe en caso de colisión con la bola u otro objeto, como una roca. El rodamiento acepta una carga radial con cada operación de empuje y se puede usar una carga de resorte en cualquier momento durante el ciclo de empuje.
