Coixinet (mecànica)

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Diversos dibuixos de coixinets

En mecànica es coneix per el nom de coixinet, tota part que subjecta un eix, normalment dotat d'un sistema contra el fregament, i amb possibilitat d'ésser lubricat. Normalment avui en dia, i per evitar desgastaments no desitjats, entre l'eix i l'allotjament ens trobem amb un coixinet de rodolament (també anomenat rodament), que es defineix com coixinet proveït d'un conjunt de rodets, boles o agulles que rodolen entre dos anells, l'un dels quals va unit al suport i l'altre, a l'òrgan mòbil.[1]

Història[modifica | modifica el codi]

La necessitat del coixinet es va fer evident amb l'aparició de la roda, ja que era necessari disminuir el fregament entre l'eix i el cub (part central per on gira la roda) de la roda, perquè tot i que ja s'utilitzaven elements lubricants, el fregament continuava essent molt alt.

Va ser quan es va decidir interposar un material porós i amb facilitat d'absorbir el lubricant, i que a la vegada fos resistent a la fricció, que va néixer el coixinet de fricció, molt utilitzat encara avui en dia, per exemple en els motors de combustió interna (coixinets del cigonyal).

Més tard va aparèixer el coixinet de rodolament, que disminueix molt el fregament i facilita la lubricació, amb el que la fabricació de màquines va progressar molt en disminuir les pèrdues per fregament.

Coixinet de fregament[modifica | modifica el codi]

Article principal: Coixinet de fricció

Els primers coixinets utilitzats eren de fusta, concretament de guaiac (Lignum Vitae), una fusta molt dura i oliosa que procedia de l'Amèrica Central i de les Antilles; sobretot s'utilitzava en aplicacions humides com arbres d'hèlix de vaixelli arbres de rodes hidràuliques o bombes. La vida útil s'estimava en uns 7 anys. Aquest període tan curt quedava compensat per la facilitat d'obtenció de la fusta de guaiac i de substitució dels elements desgastats. I per això, va ser molt utilitzada. Però amb el progrés de la metal·lúrgia i l'augment de velocitat de les màquines, amb la fusta no n'hi havia prou.

En 1839 Isaac Babbit va inventar un aliatge antifricció, que degut a la baixa temperatura de fusió, podia ser modelat fàcilment per la construcció de coixinets.[2]

Aquest tipus de coixinet va ser molt emprat i acostumava a portar unes ranures per facilitar la lubricació; algunes estaven molt elaborades, que s'anomenaven potes d'aranya per la seva forma. Avui en dia es continuen utilitzant, però amb els materials més diversos, només cal veure un catàleg de coixinets de fricció per veure el gran nombre d'aplicacions.[3] També en rellotgeria, sobretot, s'havien utilitzat pedres com el robí com a coixinet (Jewel Thickness).

Coixinets de rodolament[modifica | modifica el codi]

Article principal: Rodaments
Diferents tipus de coixinets de rodolament

Els antics egipcis ja feien servir troncs d'arbre interposats entre el terra i els trineus que feien servir per transportar els grans blocs de pedra, que feien servir en les seves construccions. En un antic vaixell romà, es van trobar els indicis d'un coixinet de rodolament en fusta per fer anar una plataforma. I el gran Leonardo da Vinci a principis del segle XV ja va dibuixar un coixinet de rodolament amb gàbia, el que demostra que ja comprenia que perquè les boles o rodets no augmentessin la fricció havien de girar sense fricció entre ells.

Però no va ser fins al segle XVIII que a Anglaterra es va patentar un coixinet rudimentari, a base de rodets encastats que giraven lliurement dins de l'eix, per a les rodes de carro. I en el segle XIX es va perfeccionar tal com el coneixem avui en dia.[4]

Com és lògic pensar, amb el gran desenvolupament a què s'ha arribat avui en dia, existeixen coixinets de rodolament per a tots el usos i de les més diverses maneres, i només es farà un petit repàs de les existències.

Construcció[modifica | modifica el codi]

Les pistes i els elements de rodolament, estan construïts en acers especials, i amb toleràncies molt estretes, que encara ho són més en el cas de demanar-les, a més estan greixats d'entrada. Mentre que les gàbies i les proteccions laterals són de materials diversos, que van des de la xapa d'acer fins als plàstics, i materials sintètics.

Parts d'un coixinet de boles
1 Pista exterior.
2 Bola.
3 Gàbia.
4 Pista interior.

De manera bàsica es distingeixen en un coixinet 5 elements:

  1. La pista exterior, que és l'anell exterior construït amb mides molt precises i que normalment ajusta a pressió en l'allotjament.
  2. Elements rodants, que giren entre els dos anells i es mantenen separats per la gàbia.
  3. La gàbia, que manté lliures els elements rodants.
  4. La pista interior, és l'anell interior, i s'allotja a pressió en l'eix.
  5. Protecció: Anell o anells laterals, que tendeixen a protegir l'entrada de cossos estranys entre els elements de rodadura i les pistes (el pitjor que pot succeir per a la durada d'un coixinet).

Segons el cos rodant podrem distingir dues grans famílies :

  • Coixinets de boles: Com indica el seu nom, els elements rodants en una o diverses fileres de boles.
  • Coixinets de rodets: En aquest cas se substitueixen les boles per rodets. Acostumen a suportar carregues més elevades. I dins dels rodaments de rodets hi ha:
    • Coixinets cònics: Que absorbeixen càrregues axials i laterals. Molt utilitzats en cubs de rodes.
    • Coixinets cilíndrics: Que serveixen per suportar càrregues axials (perpendiculars a l'eix). Poden ser d'una filera o més. Molt utilitzats per a caixes de canvis i material ferroviari.
  • Coixinets esfèrics: Molt utilitzats en construcció de maquinària, quan no s'està segur de l'alineació dels allotjaments dels eixos. Cintes transportadores, carretons.[5]
  • Coixinets d'agulles: Tipus molt especial de coixinet cilíndric en què els rodets són molt prims i llargs, i poden no portar gàbia.

Elecció del rodament[modifica | modifica el codi]

Per elegir el rodament que més s'adequa als nostres requeriments, fa falta determinar el tipus de càrrega que hem de gestionar, la velocitat de gir i la durada mitjana que volem donar a aquest rodament. També hi intervenen altres variables com l'ambient, les possibilitats de greixatge i altres variables que es tenen en compte amb l'experiència.

Llista de fabricants més principals[modifica | modifica el codi]

  • FAG–INA - Schaeffer Group (Alemanya)
  • KML – KML Bearing (Canada)
  • NTN-SNR – NTN-SNR Corporation (Japó - França)
  • SNR – Societé National de Roulements (França)
  • SKF – SKF Group (Suècia)
  • Timken – The Timken Company (Estats Units)

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Termcat – Coixinet de rodament
  2. Brief History of Bearings (en PDF) (anglès)
  3. SKF: Coixinets
  4. NTN-SNR Group – The bearing, from the Egyptians to Leonardo da Vinci
  5. NTN-SNR Group – Tipo de Rodamiento

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

Vegeu la història, en castellà, de les fàbriques més importants :