Sistemas de Frenado, Poleas y Cojinetes de Fricción en Mecánica Industrial

Sistemas de Frenado

Frenos de Zapata

En los frenos de zapata, el efecto de frenado es producido por una zapata A, protegida con ferodo. Actuando a través de la palanca L, la zapata ejercerá la presión que origina el frenado contra el tambor B. El freno de zapatas interiores va montado dentro de un tambor A contra el cual frenan las zapatas B y C al girar la leva D; un resorte R mantiene la separación de las zapatas del tambor cuando deja de actuar la leva D.

Frenos de Disco

Los frenos de disco se tratan de frenos muy potentes, estando constituidas las partes flotantes por superficies anulares. El disco A, montado sobre el árbol giratorio y solidario a él por lengüetas, es frenado cuando es aprisionado entre las superficies fijas B y C. Ello se lleva a efecto mediante el desplazamiento del collarín D, que lo transmite por los tirantes E al anillo C. La superficie B corresponde a una carcasa que está inmovilizada.

Las Poleas y sus Componentes

Una polea consta de tres partes fundamentales:

• Cubo: sirve para su fijación al árbol de transmisión. Tiene un agujero de diámetro igual al del árbol en el que va montada la polea. La fijación del cubo sobre el árbol puede hacerse por ajuste a presión, enchavetado o embridado.
• Llanta: es la zona de adherencia de la correa. Debe ser cuanto más delgada, mejor, siempre que sea compatible con su resistencia.
• Radios o nervios: son los elementos que unen el cubo con la llanta. Las poleas tienen de 4 a 8 radios de sección elíptica, según sus dimensiones.

Cojinetes de Fricción

Los cojinetes de fricción, comúnmente conocidos como cojinetes, tienen como finalidad soportar ejes y árboles permitiendo su giro. Para ello se ajustan los ejes, sirviéndoles de apoyo. Los cojinetes están fijos en sus soportes y los ejes giran dentro de ellos por deslizamiento. Debido a esto, se produce un considerable rozamiento entre el eje y el cojinete, por lo que muchos de ellos van lubricados, aunque también los podemos encontrar sin lubricación.

Clasificación según las Cargas

• Radiales: soportan solamente esfuerzos en la dirección del radio, no permitiendo solicitaciones en otras direcciones.
• Axiales: son capaces de soportar, además de esfuerzos radiales, cargas axiales; es decir, perpendiculares al radio.

Clasificación según su Construcción

• Cilíndricos fijos: están construidos en una sola pieza. Se suelen emplear como cojinetes axiales o radiales cuando el desgaste que van a sufrir no es elevado. Se realiza un montaje a presión con un ajuste apretado.
• Cilíndricos ajustables: están formados por dos mitades con el fin de facilitar el montaje. Es una opción muy versátil en cuanto a la colocación se refiere, ya que permite montarlos incluso en muñones intermedios de ejes.
• Elásticos: se suelen emplear cuando el espacio de que se dispone es limitado. Su ajuste se realiza con facilidad debido a la elasticidad que le proporcionan las ranuras longitudinales que llevan en su cuerpo.

Lubricación y Ranuras de Engrase

Dentro de un cojinete, las ranuras de engrase ocuparán unas posiciones determinadas, de forma que la lubricación se realice convenientemente. Respecto al comportamiento dinámico, planteamos tres hipótesis:

• Eje en reposo: el peso recae en la zona central del cojinete, centrado frente a su eje vertical; el resto de la superficie está libre de cargas.
• Eje a velocidad lenta: cuando comienza a girar, la presión se desplaza en ese sentido, ampliando la zona de actuación.
• Eje a gran velocidad: aparecen cargas que provocan una presión en una parte determinada del cojinete y también aparecen otras en sentido contrario que producen una depresión.