Cojinete
En mecànica, un cojinete[1] és un component de distintes màquines format per un o dos anells concèntrics, sobre el que es recolza i gira l'eix d'un mecanisme. Aquells cojinetes que disponen d'un sistema de rodells interns es denominen més específicament rodaments.[2]
De forma més general, un cojinete es definix com un element mecànic que restringix el moviment relatiu entre dos parts d'un mecanisme, permetent solament el moviment desijat i reduint la fricció entre abdós. El seu disseny pot permetre tant un moviment rotatiu com llineal de la part lliure; i permet controlar-ho llimitant el desplaçament induït gràcies a les forces normals que operen en les zones de respal entre les parts mòvils.
Els cojinetes giratoris sostenen en la seua posició correcta components capaços de rotar, com eixos o semiejes que formen part de sistemes mecànics, i transferixen càrregues axials i radials fins a l'estructura de soport. La forma més simple de cojinete, el cojinete d'esmonyida, consistix en un eix que gira en un orifici. Una atra característica habitual és la lubricación que s'utilisa per a reduir la fricció. En els rodaments (com en el cas dels rodament de boles), per a reduir la fricció per esmonyida, es disponen elements rodantes (com a rodells o boles) situats entre l'element rotatiu i la peça en la que es recolza, que roden confinats a lo llarc d'unes regates o pistes de rodadura dissenyats a l'efecte. Existix una gran varietat de dissenys de rodament, adaptats per a conseguir la màxima eficiència, fiabilitat, durabilitat i rendiment en cada aplicació.
Els cojinetes més simples són les superfícies de respal, en diversos dissenys de la seua forma, tamany, rugosidad i l'ubicació de les superfícies. Atres cojinetes, especialment els rodament, solen ser dispositius compactes separats que es dissenyen per a ser instalats en una màquina o en una de les seues parts. Els rodament més sofisticats per a aplicacions mecánicamente molt exigents són dispositius d'alta precisió, la fabricació de la qual exigix alguns dels més alts estàndarts de la tecnologia actual.[3]
Etimologia
[editar | editar còdic]El terme cojinete és un diminutivo del nomene coixí,[4] fent referència al seu comés com a element de respal i al seu chicotet tamany.
Història
[editar | editar còdic]
L'invenció del rodament, en forma de rodells de fusta que sostenen un objecte que es mou, és molt antiga, i pot ser anterior a l'invenció de la roda utilisada per al transport que gira sobre un cojinete pla.[5]
Encara que a sovint s'afirma que els egipcíacs usaven troncs com a rodells situats baix de plataformes d'arrastre, és una especulació moderna.[6] Els propis dibuixos del periodo del Antic Egipte trobats en la tomba de Dyehutyhotep mostren el procés de moure enormes blocs de pedra amprant trineus en els patins lubricados en líquits que constituirien una forma de cojinetes d'esmonyida.[7] També hi ha dibuixos egipcíacs de superfícies d'esmonyida planes preparades en ferramentes manuals.[8]
Els vehículs en rodes que utilisaven cojinetes plans varen deure aparéixer entre el 5000 i el 3000 a. C.[9]
El primer eixemple conegut d'un cojinete en elements rodantes és un rodament de boles de fusta que sosté una taula giratòria d'época romana, trobada entre els restants dels barcos de Nemi (trobats junt a la vila imperial de Calígula en el llac de Nemi, en Itàlia), que daten de l'any 40 d. C.[10][11]
Leonardo dona Vinci va incorporar dibuixos de cojinetes de boles en el seu disseny per a un helicòpter al voltant de l'any 1500. Est és el primer dibuix que testimonia l'idea d'utilisar rodament en un disseny aeronàutic. No obstant, Agostino Ramelli (1531-1610) seria el primer en publicar un llibre en esbossos de rodament de rodells i d'espente. Un problema en els cojinetes de boles i de rodells és que les boles o els rodells rocen entre sí, lo que provoca una fricció adicional, que es pot reduir separant-los per mig de gàbies. El cojinete de boles engabiades va ser descrit originalment per Galileo en el sigle XVII.[12]
El primer rodament de rodells engabiat pràctic va ser inventat a mitan de la década de 1740 pel relojero britànic John Harrison per al seu cronómetro marí H3, a on s'amprava un cojinete per a permetre un moviment oscilante de baixa amplitut, pero també va usar un cojinete similar en una aplicació verdaderament rotatòria en un rellonge contemporàneu.[12]
Era industrial
[editar | editar còdic]
La primera palesa moderna registrada d'un rodament de boles va ser otorgada a Philip Vaughan, un inventor i mestre de forja britànic que va idear el primer disseny d'un rodament de boles en Carmarthen en 1794. El seu va ser el primer disseny modern de rodament de boles, en les boles rodant en un recalat perimetral practicat en el cos de l'eix.[13] Els rodament varen jugar un paper fonamental en la naixent Revolució Industrial, permetent que la nova maquinària funcionara de manera més eficient.
Els primers cojinetes plans i d'elements rodantes varen ser de fusta, seguits al poc temps pels de bronze. A lo llarc de la seua història, s'han fabricat en molts materials, inclosos ceràmica, safir, vidre, acer, bronze, atres metals i distints plàstics (com nailon, poliacetal, politetrafluoroetileno o polietileno d'alta densitat), que se seguixen utilisant en l'actualitat.
Els relojeros produïxen rellonges "joyados" que utilisen cojinetes plans de rubí per a reduir la fricció, lo que permet un cronometraje més precís.
Inclús els materials més bàsics poden tindre una bona durabilitat. Per eixemple, els cojinetes de fusta encara es poden vore en rellonges antics o en els molins hidràulics a on l'aigua proporciona refrigeració i lubricación.
La primera palesa d'un rodament de boles d'estil radial va ser otorgat a Jules Suriray, un mecànic de bicicletes parisenc, el 3 d'agost de 1869. Més alvance, els rodament es varen instalar en la bicicleta en la que James Moore es va impondre en la primera carrera de bicicletes en carretera del món, la París-Ruan disputada en novembre de 1869.[14]
En 1883, Friedrich Fischer, fundador de l'empresa FAG, va desenrollar un método per a amolar i polir en série boles d'igual tamany i esfericidad precisa, que va assentar les bases per a la creació d'una indústria independent de rodament. La seua ciutat natal, Schweinfurt (Alemània), es va convertir més vesprada en un centre líder mundial en la producció de rodament de boles.
El disseny modern i autoalineable dels rodament de boles s'atribuïx a l'ingenier Sven Wingquist de l'empresa fabricant de rodament de boles SKF en 1907, quan se li va otorgar la palesa sueca n.º 25406.
Henry Timken, un visionari empresari del sigle XIX dedicat a la fabricació de carruages, va patentar el rodament de rodells cònics en 1898. A l'any següent va formar una empresa per a produir la seua innovació. Durant més d'un sigle, l'empresa va créixer per a fabricar rodament de tot tipo, incloent l'us d'acers especials en una variada gama de productes i servicis relacionats.
Erich Franke va inventar i va patentar el rodament en seges d'aram en 1934. La seua atenció es va centrar en un disseny de cojinete en una secció travessera lo més chicoteta possible i que poguera integrar-se en el disseny de la carcassa. Despuix de la Segona Guerra Mundial, va fundar junt en Gerhard Heydrich l'empresa Franke & Heydrich KG (hui Franke GmbH) per a impulsar el desenroll i la producció de rodament de boles.
L'extensa investigació[15][16] de Richard Stribeck sobre acers per a cojinetes de boles, li va dur a identificar la metalúrgia de l'acer 100Cr6 (AISI 52100)[17] d'us comú, el coeficient del qual de fricció varia en funció de la pressió rebuda.
Dissenyat en 1968 i després patentat en 1972, el cofundador de Bishop-Wisecarver, Bud Wisecarver, va crear rodes guia en cojinetes de recalat en V, un tipo de cojinete de moviment llineal, les regates del qual estan formats per sengles acanaladuras en forma de V a 90 graus.[18]
A principis de la década de 1980, el fundador de Pacific Bearing, Robert Schroeder, va inventar el primer cojinete pla de dos materials el tamany dels quals era intercanviable en els cojinetes llineals de boles. Este rodament tenia una carcassa de metal (alumini, acer o acer inoxidable) i una capa de material a pur de teflón conectada per una fina capa adhesiva.[19]
Hui en dia, els rodament de boles i de rodells s'utilisen en moltes aplicacions que inclouen un component giratori. Eixemples notables són els cojinetes d'ultra alta velocitat utilisats en taladros dentals, els cojinetes aeroespacials del Mars Rover, els cojinetes de rodes i les caixes de canvis en automòvils, els cojinetes de deflexión en sistemes d'alliniació òptica, les gavetes de rodes de bicicletes i cojinetes d'aire utilisats en les màquines de medició per coordenades.
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Diccionario de la lengua española 5. m. Mec. Cojinete: Peça o conjunt de peces en que es recolza i gira l'eix d'un mecanisme.
- ↑ Diccionario de la lengua española 1. m. Mec. Rodament: Cojinete format per dos cilindres concèntrics entre els que es intercala una corona de boles o rodells que roden sobre abdós superfícies.
- ↑ RODAMIENTOS DE SUPER PRECISIÓN PARA MÁQUINA HERRAMIENTA (NSK)
- ↑ Diccionario de la lengua española Del lat. vulg. *coxīnum, de coxa 'cadera'. 1. m. Coixí: Almohadón que servix per a assentar-se, agenollar-se o recolzar sobre ell cómodament alguna part del cos.
- ↑ Ángel Palerm (2004). Història de l'etnologia: Tylor i els professionals britànics, Universitat Iberoamericana, pp. 53 de 167. ISBN 9789688595206.
- ↑ (2004) The History of Science and Technology: A Browser's Guide to the Great Discoveries, Inventions, and the People who Made Them, from the Dawn of Clave to Today. ISBN 978-0-618-22123-3.
- ↑ Encyclopedia of the Archaeology of Ancient Egypt.
- ↑ (1997).«Nonlinear dynamics».World Scientific.
- ↑ (2013) Proceedings of the International Conference on Heavy Vehicles, HVTT10: 10th International Symposium on Heavy Vehicle Transportation Technologies, John Wiley & Sons, pp. 598. ISBN 9781118557488.
- ↑ Purtell, John (1999/2001). Project Diana, chapter 10: Wonders from the classical age. [1] archivat en Wayback Machine.
- ↑ «Bearing Industry Timeline». americanbearings.org.
- ↑ 12,0 12,1 Graham T. Smith (2016). Machine Tool Metrology: An Industrial Handbook, Springer, pp. 126 de 685. ISBN 9783319251097.
- ↑ «Double- Row Angular Contact Ball Bearings». intechbearing.com.
- ↑ «Bicycle History, Chronology of the Growth of Bicycling and the Development of Bicycle Technology by David Mozer». Ibike.org.
- ↑ Stribeck, R. (1901). “Kugellager für beliebige Belastungen”. Zeitschrift dones Vereines Deutscher Ingenieure 3 (45): 73–79.
- ↑ Stribeck, R.. “Kugellager (ball bearings)”. Glasers Annalen für Gewerbe und Bauwesen 577: 2–9.
- ↑ Martens, A. (1888). Schmieröluntersuchungen (Investigations on oils), Verlag von Julius Springer, pp. 1–57.
- ↑ (2007).«Did You Know: Bud Wisecarver».Machine Design.
- ↑ «Design News Magazine – July 1995». (Enllaç trencat: giner de 2022)
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Cojinete» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.