Cojinete de empuje

Un cojinete de empuje es un tipo particular de cojinete rotatorio . Al igual que otros cojinetes, giran permanentemente entre piezas, pero están diseñados para soportar una carga predominantemente axial . ^[1]

Los cojinetes de empuje vienen en varias variedades.

• Los rodamientos axiales de bolas , compuestos por bolas de cojinete soportadas en un anillo, se pueden utilizar en aplicaciones de bajo empuje donde hay poca carga axial.
• Los rodamientos axiales de rodillos cilíndricos están formados por pequeños rodillos cilíndricos dispuestos de forma plana con sus ejes apuntando al eje del rodamiento. Ofrecen una capacidad de carga muy buena y son económicos, pero tienden a desgastarse debido a las diferencias en la velocidad radial y la fricción, que es mayor que con los rodamientos de bolas.
• Los cojinetes axiales de rodillos cónicos consisten en pequeños rodillos cónicos dispuestos de manera que sus ejes convergen en un punto del eje del cojinete. La longitud del rodillo y el diámetro de los extremos ancho y estrecho y el ángulo de los rodillos deben calcularse cuidadosamente para proporcionar la conicidad correcta de modo que cada extremo del rodillo ruede suavemente sobre la cara del cojinete sin patinar. Estos son el tipo que se utiliza con más frecuencia en aplicaciones automotrices (para soportar las ruedas de un automóvil, por ejemplo), donde se utilizan en pares para soportar el empuje axial en cualquier dirección, así como las cargas radiales. Pueden soportar mayores cargas de empuje que el tipo de bolas debido a la mayor área de contacto, pero son más costosos de fabricar.

• Los rodamientos axiales de rodillos esféricos utilizan rodillos asimétricos de forma esférica, que ruedan dentro de una arandela de alojamiento con una pista de rodadura con forma interna esférica. Pueden soportar cargas radiales y axiales combinadas y también soportar la desalineación de los ejes. A menudo se utilizan junto con rodamientos de rodillos esféricos radiales . Los rodamientos axiales de rodillos esféricos ofrecen la mayor densidad de capacidad de carga de todos los rodamientos axiales. ^[2]
• Cojinetes de fluido , donde el empuje axial se apoya en una fina capa de líquido presurizado, proporcionan una baja resistencia.

• Cojinetes magnéticos , donde el empuje axial se apoya en un campo magnético. Se utilizan donde se necesitan velocidades muy altas o muy poca resistencia, por ejemplo en la centrífuga tipo Zippe .

Los cojinetes de empuje se utilizan habitualmente en aplicaciones automotrices, marinas ^[3] y aeroespaciales. También se utilizan en las empuñaduras de las palas del rotor principal y de cola de los helicópteros RC (radiocontrolados).

Los cojinetes de empuje se utilizan en los automóviles porque los engranajes delanteros de las cajas de cambios de los automóviles modernos utilizan engranajes helicoidales que, si bien ayudan a la suavidad y a la reducción del ruido, generan fuerzas axiales que deben tenerse en cuenta.

Los cojinetes de empuje también se utilizan con mástiles de antena de radio para reducir la carga en un rotador de antena .

Un tipo de cojinete de empuje en un automóvil es el cojinete de "desplazamiento" del embrague , a veces llamado cojinete de liberación del embrague . ^{[4] [ aclaración necesaria ] [5] [6]}

Los cojinetes axiales de película fluida fueron inventados por Albert Kingsbury , quien descubrió el principio en el curso de investigaciones sobre cojinetes y lubricación que comenzaron en 1888 mientras era estudiante. Su primer cojinete experimental fue probado en 1904. Solicitó una patente en 1907, y le fue concedida en 1910. ^[7] El primer cojinete Kingsbury en servicio hidroeléctrico, una de sus principales aplicaciones, se instaló en la central generadora Holtwood en 1912. Sigue en pleno uso hoy en día.

Los cojinetes de empuje fueron inventados independientemente por el ingeniero australiano George Michell (pronunciado Mitchell), quien patentó su invención en 1905.

Los cojinetes de empuje de fluido contienen una serie de almohadillas con forma de sector, dispuestas en un círculo alrededor del eje y que pueden girar libremente. Estas crean regiones de aceite con forma de cuña dentro del cojinete, entre las almohadillas y un disco giratorio, que soportan el empuje aplicado y eliminan el contacto de metal con metal.

La invención de Kingsbury y Michell se aplicó en particular al bloque de empuje de los barcos. El pequeño tamaño (una décima parte del tamaño de los antiguos diseños de cojinetes), la baja fricción y la larga vida útil de la invención de Kingsbury y Michell hicieron posible el desarrollo de motores y hélices más potentes. Se utilizaron ampliamente en los barcos construidos durante la Primera Guerra Mundial y se han convertido en el cojinete estándar utilizado en los ejes de las turbinas de los barcos y las centrales eléctricas de todo el mundo. (Véase también Cojinetes de fluido con plataforma basculante Michell/Kingsbury )

En la actualidad, los cojinetes de empuje siguen desempeñando un papel esencial en equipos rotativos como expansores, bombas y turbinas de gas o vapor o compresores. Además de los cojinetes babbitt tradicionales que se utilizan desde principios del siglo XX, se han utilizado nuevos materiales para las zapatas de empuje. Por ejemplo, el bronce y el cobre-cromo se utilizan habitualmente para mejorar el rendimiento de los cojinetes. ^[8]

• Rodamiento de agujas
• Cojinete liso
• Carrera (rodamiento)
• Cojinete de elementos rodantes
• Cojinete de giro

• Simmons, JEL; Henderson, N. (1990). "Desarrollos en cojinetes de empuje navales". Revista de ingeniería naval . 32 (2): 344–353.