Calculadora de carga de cojinetes
Una carga radial aplicada entre dos cojinetes se reparte entre ellos en proporción inversa a las distancias. Ingrese la carga y las dos distancias para obtener la reacción en cada apoyo; añada el diámetro interior y la longitud del buje para ver la carga específica en N/mm².
Use la calculadora para un eje o un perno apoyado en dos puntos con una sola carga radial entre ellos: el perno de un pivote en dos bujes, el eje de una bomba entre dos cojinetes, un rodillo sobre su eje. Si actúan varias cargas, calcule cada una por separado y sume las reacciones que recibe cada cojinete.
Fórmula: reacciones de un eje simplemente apoyado
Para una carga P a una distancia L1 del cojinete 1 y L2 del cojinete 2, el equilibrio de momentos respecto a cada apoyo da R1 = P · L2 / (L1 + L2) y R2 = P · L1 / (L1 + L2). El cojinete más cercano a la carga soporta más; si la carga queda justo sobre un cojinete, ese cojinete la soporta entera. R1 + R2 siempre es igual a P.
Las fórmulas suponen que la carga está entre los dos cojinetes. Con una carga en voladizo, fuera de la distancia entre apoyos, una de las reacciones se vuelve negativa (actúa en sentido contrario) y su magnitud puede superar P; ese caso merece un croquis y un mensaje a nuestros ingenieros, no una calculadora.
De la reacción a la carga específica
Los materiales de cojinetes de deslizamiento se clasifican por su carga específica, que es la reacción dividida entre el área proyectada del buje: p = R / (d × L), en N/mm² (1 N/mm² = 1 MPa ≈ 145 psi). Ingrese el diámetro interior y la longitud y la herramienta indica p en cada cojinete. Compárela con el límite que figura en las páginas de producto: los bujes de acero endurecido JBM-ST, por ejemplo, admiten 250 N/mm² en estático; los bujes de bronce fundido y bimetálicos, valores menores que dependen de la aleación.
Los límites estáticos no son límites de funcionamiento. Un buje que se mueve tiene además un límite PV, el producto de la carga específica por la velocidad de deslizamiento; para esa comprobación use la calculadora PV de cojinetes.
Cuando los dos cojinetes reciben cargas muy distintas, lo normal es especificar un buje más largo o de otro material en el extremo más cargado, en lugar de sobredimensionar los dos.
Ejemplo resuelto
El perno de un cucharón soporta P = 120 kN entre dos bujes, a 120 mm del cojinete 1 y a 80 mm del cojinete 2. R1 = 120 × 80 / 200 = 48 kN y R2 = 120 × 120 / 200 = 72 kN. Con bujes de 60 mm de diámetro interior × 70 mm de longitud, el área proyectada es de 4,200 mm², lo que da 11.4 N/mm² en el cojinete 1 y 17.1 N/mm² en el cojinete 2, ambos muy por debajo de la capacidad estática de un buje de perno de acero endurecido o bimetálico.
Hipótesis y límites
El cálculo es estática plana. No tiene en cuenta:
- El peso del eje ni la fricción de los cojinetes, que suelen ser pequeños frente a la carga aplicada.
- La desalineación ni la flexión del eje, que concentran la carga en los bordes del buje; un buje largo sobre un eje flexible soporta en los bordes una presión mayor que la que indica p.
- Las cargas axiales (de empuje), que absorben las bridas o las arandelas de empuje y no forman parte de la reacción radial.
- Los factores dinámicos y de impacto. Multiplique P por el factor de servicio de su máquina antes de compararla con un límite estático.
Preguntas frecuentes
¿Cuál de los dos es el cojinete 1?
El que usted elija; la herramienta es simétrica. Numere el croquis, ingrese como L1 la distancia de la carga a ese cojinete y los resultados seguirán la misma numeración.
¿Qué pasa si la carga no está entre los cojinetes?
Entonces el eje trabaja en voladizo y una de las reacciones invierte su sentido. Las fórmulas anteriores ya no se aplican directamente; envíenos el croquis y calculamos las reacciones con usted.
¿Para qué pide la herramienta el diámetro interior y la longitud del buje?
Para convertir la reacción en carga específica, que es como se clasifican los materiales de cojinetes de deslizamiento. El área proyectada es diámetro interior × longitud, no la superficie curva.
¿Puedo usar kN o lbf?
Ingrese newtons o libras-fuerza según la unidad seleccionada; para 120 kN escriba 120000. Los resultados superiores a 10 kN se muestran en kN.
¿Ya conoce la carga? Nosotros le proponemos el material.
Envíe las reacciones, el diámetro del perno y la longitud del buje junto con la aplicación. Nuestros ingenieros le devuelven material, medida y cotización en un plazo de 12 horas.
Respuesta a cotizaciones: 12 h · Muestras sin costo · Sin pedido mínimo