Cojinetes de deslizamiento tipos
Los cojinetes de deslizamiento son el tipo de apoyo más simple, compuestos únicamente por una superficie de contacto sin elementos rodantes. Se caracterizan por su bajo costo, alta capacidad de carga, compacidad y peso reducido. Pueden operar en un rango de temperaturas de -200 °C / -328 °F hasta 300 °C / 572 °F y soportar presiones de hasta 100 MPa / 14,5 ksi en materiales metálicos. El coeficiente de fricción con lubricación adecuada se sitúa entre 0,01 y 0,15, mientras que en seco alcanza valores de 0,1 a 1,0 según los materiales.
Tipos de cojinetes de deslizamiento
Sección titulada «Tipos de cojinetes de deslizamiento»Por el movimiento que permiten:
- Cojinete radial (o de muñón): el más común, un eje gira dentro de un agujero o buje. También se denomina buje de fricción o cojinete de manguito.
- Cojinete lineal: permite desplazamiento rectilíneo, ya sea mediante un buje cilíndrico sobre un eje o dos superficies planas (guías).
- Cojinete axial (de empuje): soporta cargas en dirección del eje; típico en hélices o platos de empuje.
Por su diseño constructivo:
- Buje macizo: casquillo de una sola pieza, disponible en versiones cilíndrica lisa y con brida.
- Buje partido: presenta un corte longitudinal para facilitar el montaje en ejes con resaltos.
- Buje engatillado: similar al partido pero con un pliegue que une los extremos del corte, mejorando la retención.
Materiales
Sección titulada «Materiales»Los materiales más empleados y sus propiedades orientativas se muestran en la tabla siguiente.
| Material | PV máximo (MPa·m/s / psi·ft/min) | Temperatura máxima (°C / °F) | Coeficiente de fricción (seco / lubricado) | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|---|
| Babbitt (estaño/plomo) | 10 / 285 000 | 130 / 266 | 0,02 – 0,10 | Turbinas, compresores, alta carga a baja velocidad |
| Bronce SAE 660 | 2,6 / 75 000 | 230 / 446 | 0,10 – 0,20 / 0,05 – 0,15 | Maquinaria general, equipos de minería |
| Bronce sinterizado (Oilite) | 1,75 / 50 000 | 170 / 338 | 0,08 – 0,15 | Motores eléctricos pequeños, electrodomésticos |
| Fundición gris | 2,0 / 57 000 | 260 / 500 | 0,15 – 0,25 / 0,07 – 0,15 | Guías lineales, soportes de hornos |
| PTFE (teflón) | 0,05 / 1 400 | 260 / 500 | 0,04 – 0,10 | Equipos alimentarios, ambientes corrosivos sin lubricante |
| Nylon (poliamida) | 0,10 / 2 800 | 100 / 212 | 0,10 – 0,40 | Bujes silenciosos, piezas ligeras con lubricación marginal |
| Carbón grafito | 0,15 / 4 300 | 350 (en atm. inerte) / 662 | 0,10 – 0,25 | Hornos, bombas de fluidos calientes, atmósferas agresivas |
Dimensiones normalizadas
Sección titulada «Dimensiones normalizadas»La norma ISO 4379 establece las dimensiones para bujes cilíndricos de fricción. Los diámetros interiores y espesores de pared están estandarizados. A continuación se muestra una selección de medidas comerciales habituales.
| Diámetro nominal del eje (mm / in) | Diámetro interior buje H7 (mm / in) | Diámetro exterior (mm / in) | Longitud (mm / in) |
|---|---|---|---|
| 10 / 0,394 | 10,015 / 0,3943 | 13 / 0,512 | 10 / 0,394 |
| 15 / 0,591 | 15,018 / 0,5913 | 18 / 0,709 | 12 / 0,472 |
| 20 / 0,787 | 20,021 / 0,7882 | 25 / 0,984 | 20 / 0,787 |
| 30 / 1,181 | 30,025 / 1,1821 | 38 / 1,496 | 30 / 1,181 |
| 50 / 1,969 | 50,030 / 1,9697 | 60 / 2,362 | 50 / 1,969 |
| 80 / 3,150 | 80,035 / 3,1510 | 95 / 3,740 | 80 / 3,150 |
Las tolerancias típicas de alojamiento son H7; para el eje se recomienda f7 (juego normal) o e7 (mayor holgura para dilataciones).
Capacidades de carga
Sección titulada «Capacidades de carga»La capacidad de un cojinete de deslizamiento se evalúa mediante la presión máxima admisible, la velocidad límite y el factor PV. La tabla siguiente recoge valores orientativos para una vida útil continue con lubricación adecuada.
| Material del buje | Presión máxima (MPa / psi) | Velocidad máxima (m/s / ft/min) | PV máximo lubricado (MPa·m/s / psi·ft/min) |
|---|---|---|---|
| Babbitt | 15 / 2175 | 10 / 1968 | 10 / 285 000 |
| Bronce SAE 660 | 30 / 4350 | 5 / 984 | 2,6 / 75 000 |
| Bronce sinterizado | 20 / 2900 | 2,5 / 492 | 1,75 / 50 000 |
| Fundición gris | 10 / 1450 | 3 / 591 | 2,0 / 57 000 |
| PTFE | 3 / 435 | 0,5 / 98 | 0,05 / 1 400 |
| Nylon | 7 / 1015 | 1 / 197 | 0,10 / 2 800 |
Para funcionamiento en seco los valores de PV se reducen entre un 40 % y un 80 %.
Criterios de selección por aplicación
Sección titulada «Criterios de selección por aplicación»| Aplicación | Tipo de cojinete recomendado | Material | Razón principal |
|---|---|---|---|
| Cojinetes principales de turbinas hidráulicas | Radial de buje partido | Babbitt | Alta capacidad de carga y fácil reemplazo |
| Bombas centrífugas y mezcladoras | Radial de buje macizo | Bronce SAE 660 | Resistencia a la corrosión y buena conductividad térmica |
| Herramientas agrícolas y construcción | Radial de buje sólido | Bronce sinterizado (autolubricado) | Mantenimiento mínimo, resiste suciedad |
| Bisagras, pedales y articulaciones ligeras | Radial de buje engatillado o con brida | Nylon o bronce sinterizado | Montaje sencillo y funcionamiento silencioso |
| Hornos y equipos de alta temperatura | Radial de buje macizo | Carbón grafito | Aguanta >300 °C sin lubricante líquido |
| Industria alimentaria y farmacéutica | Radial o lineal | PTFE | No contamina, resiste productos químicos y es autolubricante |
| Guías de máquinas herramienta | Lineal (placa deslizante) | Fundición gris o bronce | Gran rigidez y estabilidad dimensional |
Consideraciones de montaje
Sección titulada «Consideraciones de montaje»- Ajustes recomendados: alojamiento H7, eje f7 (juego típico) o e7 (mayor holgura). La tabla siguiente ofrece holguras radiales orientativas en frío.
| Diámetro del eje (mm / in) | Holgura radial total recomendada (mm / in) |
|---|---|
| 5 – 25 / 0,197 – 0,984 | 0,015 – 0,050 / 0,0006 – 0,0020 |
| 25 – 60 / 0,984 – 2,362 | 0,025 – 0,075 / 0,0010 – 0,0030 |
| 60 – 120 / 2,362 – 4,724 | 0,050 – 0,150 / 0,0020 – 0,0059 |
- Acabado superficial del eje: Ra 0,4 – 1,6 µm / 16 – 63 µin para bujes metálicos; Ra 0,2 – 0,8 µm / 8 – 32 µin para bujes poliméricos.
- Dureza del eje: mínimo 200 HB para reducir el desgaste; se recomienda acero endurecido (>50 HRC) en contactos con bronce sinterizado.
- Lubricación: los bujes metálicos requieren ranuras de engrase y engrasadores; los autolubricados por impregnación de aceite (bronce sinterizado) o de PTFE no necesitan aporte externo periódico.
- Montaje a presión: aplicar fuerza uniforme sobre el diámetro exterior; para bujes partidos o engatillados se recomienda un mandril para evitar el cierre del corte.
- Rodaje inicial: para metales blandos (babbitt) es fundamental un rodaje con carga y velocidad crecientes que asiente las superficies.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la diferencia principal entre un cojinete de deslizamiento y un rodamiento?
Sección titulada «¿Cuál es la diferencia principal entre un cojinete de deslizamiento y un rodamiento?»Un cojinete de deslizamiento soporta la carga mediante una capa de lubricante o contacto directo sin elementos rodantes, mientras que un rodamiento utiliza bolas o rodillos. El cojinete de fricción admite cargas de hasta 100 MPa / 14,5 ksi en espacios más reducidos, pero genera mayor fricción a bajas velocidades, con un par de arranque entre 3 y 10 veces superior al de un rodamiento equivalente.
¿Qué factor PV se recomienda para un buje de bronce sinterizado autolubricado con aceite SAE 20?
Sección titulada «¿Qué factor PV se recomienda para un buje de bronce sinterizado autolubricado con aceite SAE 20?»El factor PV máximo seguro es de 1,75 MPa·m/s / 50 000 psi·ft/min para una vida útil de 10 000 horas a 20 °C / 68 °F. Por encima de este valor se acelera la pérdida de aceite y el desgaste.
¿Cuál es la temperatura máxima de operación de un cojinete de PTFE puro?
Sección titulada «¿Cuál es la temperatura máxima de operación de un cojinete de PTFE puro?»El PTFE puede operar de forma continua hasta 260 °C / 500 °F y soporta picos de 300 °C / 572 °F sin degradación inmediata, manteniendo un coeficiente de fricción de 0,04 a 0,10.
¿Qué holgura radial debo prever en un cojinete de bronce para un eje de 25 mm / 1 in?
Sección titulada «¿Qué holgura radial debo prever en un cojinete de bronce para un eje de 25 mm / 1 in?»Se recomienda una holgura diametral total de 0,050 a 0,075 mm / 0,002 a 0,003 in para un buje de bronce SAE 660 lubricado con grasa, trabajando a menos de 1 m/s / 197 ft/min y temperatura ambiente.
¿Qué acabado superficial necesita el eje en un cojinete de deslizamiento polimérico seco?
Sección titulada «¿Qué acabado superficial necesita el eje en un cojinete de deslizamiento polimérico seco?»La rugosidad del eje debe ser Ra 0,2 – 0,8 µm / 8 – 32 µin. Un acabado más basto incrementa la fricción y desgasta prematuramente el polímero; uno más pulido impide la transferencia de material lubricante sólido.
¿Cuánto se reduce la capacidad de carga al pasar de lubricación continua a funcionamiento en seco?
Sección titulada «¿Cuánto se reduce la capacidad de carga al pasar de lubricación continua a funcionamiento en seco?»La capacidad de carga (presión máxima y PV) se reduce entre un 40% y un 80%. Por ejemplo, un buje de bronce que soporta 30 MPa / 4350 psi con lubricación puede limitarse a 6-12 MPa / 870-1740 psi en seco, dependiendo de la velocidad.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- mcmaster.com: https://www.mcmaster.com/products/plain-bushings/