Un agitador lleva décadas funcionando con un casquillo de bronce sobre el eje. En la revisión alguien propone pasar a un rodamiento de bolas: «Es más moderno y dura más». Unas semanas después el alojamiento empieza a zumbar y la nueva solución falla antes que el viejo casquillo.
El caso contrario ocurre igual de a menudo. Una máquina recibe un casquillo de fricción donde el diseñador había previsto un rodamiento, porque el rodamiento no estaba disponible en ese momento. El casquillo se calienta, porque la lubricación nunca se diseñó para un contacto por deslizamiento.
Los cojinetes de fricción y los rodamientos cumplen la misma tarea: guían un eje y transmiten fuerzas. Pero lo hacen según principios completamente distintos. Este artículo explica la diferencia, muestra las ventajas y los límites de ambos tipos y le ayuda a tomar la decisión correcta al sustituirlos.
El principio básico: deslizar frente a rodar
En el Cojinete de fricción el eje desliza directamente dentro de un casquillo o una semicarcasa. Entre ambas superficies hay, en el caso ideal, una película portante de aceite o grasa. En los cojinetes de fricción sin mantenimiento esta función la asume un material con propiedades de deslizamiento, como una capa de PTFE o un metal sinterizado impregnado en aceite.
En el Los rodamientos los elementos rodantes ruedan entre un aro interior y un aro exterior. En lugar de fricción por deslizamiento se produce sobre todo fricción por rodadura, que es mucho menor. Una jaula mantiene separados los elementos rodantes. El rodamiento más conocido es el de bolas; además existen numerosos rodamientos de rodillos.
De esta diferencia se deriva casi todo lo demás: el comportamiento en el arranque, la sensibilidad a los golpes y a la suciedad, el espacio de montaje y la forma en que se desgastan.
Rodamientos: tipos de un vistazo
Los rodamientos están ampliamente normalizados. Las dimensiones principales de los rodamientos radiales se fijan en la ISO 15 y el cálculo de la vida nominal en la ISO 281. Por eso, rodamientos de distintos fabricantes con la misma designación suelen ser intercambiables. Los tipos de rodamientos más importantes:
- Rodamiento rígido de bolas: el todoterreno para cargas radiales medias y cargas axiales limitadas, altas velocidades y poca fricción. Típico en motores eléctricos, bombas y ventiladores.
- Rodamiento de bolas de contacto angular: soporta cargas radiales y axiales combinadas; a menudo se monta por parejas, por ejemplo en husillos.
- Rodamiento de rodillos cilíndricos: alta capacidad de carga radial; según el diseño, funciona como rodamiento libre con desplazamiento axial.
- Rodamiento de rodillos cónicos: para cargas combinadas elevadas, típico en bujes de rueda y reductores; se montan enfrentados.
- Rodamiento de rodillos a rótula: alta capacidad de carga y autoalineable, compensa desalineaciones. Frecuente en transportadores, trituradoras y ventiladores.
- Rodamiento de agujas: muy plano, para espacios radiales reducidos.
- Rodamiento axial: para cargas puramente axiales, en versión de bolas o de rodillos.
Cojinetes de fricción: tipos y materiales
Los cojinetes de fricción son menos uniformes que los rodamientos. Con más frecuencia se diseñan para cada máquina concreta. A grandes rasgos se distinguen tres grupos.
Los cojinetes de fricción hidrodinámicos
El eje en giro arrastra aceite hacia una holgura en forma de cuña y genera así por sí mismo una presión portante. A partir de cierta velocidad el eje flota sobre la película de aceite y las superficies dejan de tocarse. En el arranque y la parada, en cambio, hay fricción mixta con desgaste. Estos cojinetes se encuentran en grandes turbinas, generadores, compresores y motores eléctricos pesados.
Cojinetes de fricción hidrostáticos
Una bomba externa inyecta aceite a presión en el cojinete. Así el eje flota ya en reposo. Es costoso, pero tiene sentido para apoyos muy lentos, muy cargados o de alta precisión, por ejemplo en grandes máquinas herramienta o telescopios.
Cojinetes de fricción de bajo mantenimiento y sin mantenimiento
Es el grupo que más se encontrará en mantenimiento: casquillos de bronce, bronce sinterizado, plástico o materiales compuestos con capa deslizante. Están en articulaciones, bisagras, palancas, rodillos, bombas lubricadas por el propio fluido y muchos mecanismos lentos. Otros materiales clásicos para cojinetes lubricados son el metal blanco (babbitt) sobre casquillo soporte de acero y el latón.
Cojinete de fricción o rodamiento: las diferencias en una tabla
| Criterio | Cojinete de fricción | Los rodamientos |
|---|---|---|
| Nivel de fricción en el arranque | alto (fricción mixta), salvo en los hidrostáticos | bajo |
| Golpes y vibraciones | buen comportamiento, la película lubricante amortigua | sensible, riesgo de marcas en los caminos de rodadura |
| Espacio radial | pequeño, a menudo solo un casquillo fino | mayor por los aros y los elementos rodantes |
| Ruido | muy silencioso | ruido de funcionamiento audible, aumenta con el desgaste |
| Lubricación | crítica, el suministro de aceite suele ser complejo | casi siempre sencilla, a menudo grasa o lubricación de por vida |
| Suciedad | tolerante según el material | sensible a las partículas |
| Normalización e intercambiabilidad | más bien específico de cada máquina | ampliamente normalizado, intercambiable entre fabricantes |
| Vida útil | en régimen de lubricación hidrodinámica, teóricamente muy larga; si no, desgaste | vida a fatiga calculable según ISO 281 |
| Versión partida | fácil, montaje sin desmontar el eje | solo en diseños especiales |
Cojinete de fricción: ventajas y límites
Las principales ventajas del cojinete de fricción se aprecian justo donde los rodamientos llegan a su límite:
- Amortiguación: la película lubricante absorbe golpes y vibraciones. Por eso prensas, trituradoras y cigüeñales pesados recurren a menudo a cojinetes de fricción.
- Espacio compacto: un casquillo solo necesita unos pocos milímetros en sentido radial.
- Marcha silenciosa: no hay elementos rodantes que pasen por encima de nada, así que apenas hay ruido.
- Cojinetes partidos: en ejes grandes la semicarcasa se puede cambiar sin desmontar el eje.
- Robustos con movimientos oscilantes lentos: en articulaciones y ejes basculantes los rodamientos sufren marcas por falso brinelado; los cojinetes de fricción lo toleran bien.
Los límites: en el arranque hay desgaste mientras no se ha formado la película lubricante. Si falla el suministro de aceite, un cojinete hidrodinámico puede griparse en poco tiempo. Además, los cojinetes de fricción suelen tener más holgura. Para guiados de eje muy precisos solo sirven en ejecuciones especiales.
Rodamientos: ventajas y límites
Los rodamientos son el estándar en la mayoría de las máquinas, y con razón:
- Poca fricción también en el arranque, ideal para arranques y paradas frecuentes.
- Lubricación sencilla, a menudo con grasa; muchos rodamientos van obturados y lubricados de por vida.
- Medidas normalizadas: un rodamiento rígido de bolas 6205 tiene en cualquier fabricante 25 mm de diámetro interior, 52 mm de diámetro exterior y 15 mm de anchura.
- Calculables: la vida nominal se puede estimar según la ISO 281 a partir de la carga y la velocidad.
- Guiado preciso con juego reducido o incluso con precarga.
Los límites: los rodamientos son sensibles a los golpes, la suciedad, las desalineaciones y un montaje incorrecto. Su vida útil está limitada por la fatiga del material. Con diámetros de eje grandes resultan pesados y voluminosos en sentido radial. Cómo se anuncia un daño incipiente lo explicamos en nuestro artículo ¿Rodamiento dañado? 7 señales que avisan de un fallo.
¿Qué cojinete y cuándo? Aplicaciones típicas
No existe una regla sencilla. Pero esta orientación ayuda en la práctica:
- Los rodamientos encajan en motores eléctricos, bombas, ventiladores, reductores, husillos y rodillos transportadores, es decir, allí donde hay cargas medias, velocidades variables y arranques frecuentes.
- Los cojinetes de fricción hidrodinámicos encajan en ejes grandes, rápidos y en servicio continuo con un suministro de aceite estable, como turbinas, grandes compresores y grandes generadores.
- Los casquillos de fricción sin mantenimiento encajan en articulaciones, palancas, ejes basculantes, guías y rodillos lentos, sobre todo con suciedad, humedad o sin posibilidad de lubricar.
- Los cojinetes de fricción lubricados por el fluido encajan en bombas en las que el propio fluido bombeado lubrica, como las bombas de rotor encapsulado o de arrastre magnético.
Ejemplo: el rodillo transportador en zona húmeda
Un rodillo transportador en una zona de lavado falla una y otra vez porque el agua entra en el rodamiento pese a la obturación y corroe los caminos de rodadura. Un casquillo de fricción de plástico tolera el agua mucho mejor. Pero que el cambio sea adecuado depende de la carga, la velocidad y el material del eje. Esta comprobación corresponde a la oficina técnica o al fabricante.
¿Cambiar de tipo? Primero comprobar, luego sustituir
Pasar de cojinete de fricción a rodamiento o al revés no es una simple sustitución, sino una modificación de diseño. Antes de cambiar, deben aclararse estos puntos:
- Espacio de montaje: ¿cabe un rodamiento en el alojamiento sin modificar la carcasa ni el eje?
- Eje: los cojinetes de fricción necesitan una superficie de eje dura y fina. Los rodamientos necesitan asientos adecuados con una tolerancia definida.
- Cargas y golpes: ¿soporta el nuevo cojinete las cargas punta y no solo la carga nominal?
- Lubricación: ¿la lubricación existente sirve para el nuevo principio o hay que cambiarla?
- Guiado axial: ¿dónde se fija axialmente el eje y hace falta un rodamiento libre?
- Documentación: ¿está aprobada la modificación y actualizada en el plano y en la lista de repuestos?
Quien no pueda responder con seguridad a estas preguntas, mejor que mantenga el tipo original al sustituir.
Qué datos indicar al pedir el repuesto
En rodamientos
- designación completa del rodamiento con todos los sufijos, por ejemplo de obturación (2RS, 2Z), juego interno (C3) o material de la jaula
- fabricante, si se conoce, y fotos del marcaje del aro
- si la designación es ilegible: diámetro interior, diámetro exterior y anchura en mm
- condiciones de servicio como temperatura, velocidad o entorno, si se sospecha una ejecución especial
En cojinetes de fricción
- diámetro interior, diámetro exterior y anchura; en casquillos con valona, también diámetro y espesor de la valona
- material, si se conoce, o una foto de la superficie de deslizamiento
- ranuras y taladros de lubricación y la junta en los casquillos enrollados
- contrapieza, es decir, material y acabado superficial del eje
- número de plano o referencia de repuesto de la máquina, si existe
Precisamente en los cojinetes de fricción, la referencia de repuesto de la documentación de la máquina suele ayudar más que cualquier medida, porque allí están definidos el ajuste y el material. Encontrará un resumen completo en nuestra checklist para la solicitud de repuestos.
Cuando el cojinete es difícil de conseguir
Los rodamientos estándar suelen estar bien disponibles. La cosa se complica con diseños especiales, rodamientos con sufijos poco habituales, máquinas antiguas y casquillos de fricción específicos de una máquina. KTB Europe es una empresa familiar de Hamburgo que desde 1976 suministra repuestos de todas las marcas en todo el mundo. Puede enviarnos la designación del rodamiento, una foto de la placa de características de la máquina o una descripción con medidas. Si la pieza original está descatalogada, buscamos alternativas adecuadas.
Más información en nuestra página sobre compras MRO y sobre componentes descatalogados. Puede enviar su solicitud directamente a través de la página de contacto .
Conclusión
Los cojinetes de fricción y los rodamientos no son competidores, sino herramientas para tareas distintas. Los rodamientos destacan por su baja fricción en el arranque, su normalización y su lubricación sencilla. Los cojinetes de fricción muestran su fuerza con golpes, poco espacio, ejes grandes y entornos difíciles. Al sustituir, la regla es: mismo tipo, designación completa, medidas cuidadosas. Cambiar de principio es una decisión de diseño que debe comprobarse y documentarse.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia principal entre un cojinete de fricción y un rodamiento?
En el cojinete de fricción el eje desliza sobre una película lubricante o una capa deslizante dentro de un casquillo. En el rodamiento, bolas o rodillos ruedan entre dos aros. De ahí surgen puntos fuertes distintos: los rodamientos tienen poca fricción en el arranque; los cojinetes de fricción amortiguan los golpes y necesitan menos espacio.
¿Qué ventajas tiene un cojinete de fricción?
Los cojinetes de fricción amortiguan golpes y vibraciones, funcionan de forma muy silenciosa y son compactos en sentido radial. Los grandes pueden fabricarse partidos y cambiarse sin desmontar el eje. Además, los casquillos sin mantenimiento suelen tolerar mejor que los rodamientos la suciedad, la humedad y los movimientos oscilantes lentos.
¿Qué tipos de rodamientos existen?
Los tipos más importantes son el rodamiento rígido de bolas, el de bolas de contacto angular, el de rodillos cilíndricos, el de rodillos cónicos, el de rodillos a rótula, el de agujas y el axial. Se diferencian sobre todo en las cargas que soportan, el espacio que necesitan y si pueden compensar desalineaciones.
¿Puedo sustituir sin más un cojinete de fricción por un rodamiento de bolas?
Solo tras una comprobación técnica. Cambiar de tipo afecta al espacio de montaje, al asiento del eje, a la lubricación, al guiado axial y al comportamiento ante golpes. Por eso es una modificación de diseño que debe aprobarse y documentarse. En caso de duda, mantenga el tipo original al sustituir.
¿Qué datos necesita un proveedor para un casquillo de fricción?
Son importantes el diámetro interior y exterior, la anchura y, en casquillos con valona, las medidas de la valona. A ello se suman el material, las ranuras o taladros de lubricación y el material del eje. Resulta especialmente útil la referencia de repuesto de la documentación de la máquina, porque allí están definidos el ajuste y el material.