Si alguna vez ha desmontado una bomba, un motor eléctrico o un equipo industrial pesado, casi con toda seguridad se ha encontrado con un cojinete liso — aunque no supiera cómo se llamaba.
Es una de las tecnologías de rodamientos más antiguas de la ingeniería y, sin embargo, sigue especificándose a diario en aplicaciones que van desde los cigüeñales de automoción hasta los sistemas de orientación de aerogeneradores.
Si se elige un tipo o material inadecuado, fallará rápidamente. Si se elige el correcto, puede superar en vida útil a todo lo que lo rodea.
¿Qué es un cojinete liso?
Un cojinete liso — también denominado plain bearing, journal bearing o casquillo — es un componente cilíndrico que soporta un eje en rotación o deslizamiento y reduce la fricción entre superficies en movimiento.
A diferencia de los rodamientos de bolas o los rodamientos de rodillos, un cojinete liso no incorpora ningún elemento rodante.
En su lugar, se basa en una fina película de lubricante — aceite, grasa o un material autolubricante integrado en el propio cojinete — para separar el eje de la superficie de apoyo.
Su estructura es sencilla: un cilindro hueco, mecanizado con tolerancias dimensionales estrechas, montado a presión en el alojamiento. El eje gira o se desplaza en su interior. Sin bolas, sin jaulas y sin pistas de rodadura: solo un manguito ajustado con precisión y la propia física de la lubricación realizando el trabajo.
Esa simplicidad define su principal compromiso: los cojinetes lisos son compactos, silenciosos y rentables, pero su desempeño depende en gran medida de las condiciones de operación y de la selección del material, en mayor medida que en los rodamientos de elementos rodantes.
¿Cómo funciona un cojinete liso?
La mecánica se reduce a un solo concepto: régimen de lubricación.
En función de la carga, la velocidad y la viscosidad del lubricante, un cojinete liso opera en uno de tres regímenes; identificar cuál corresponde a la aplicación condiciona prácticamente todas las decisiones de diseño posteriores.
Fig. 1 — En reposo, el eje apoya sobre la superficie del cojinete (contacto metálico, μ = 0.10–0.20). Cuando la velocidad es suficiente, la rotación del eje arrastra el lubricante hacia una cuña convergente, generando presión hidrodinámica que separa por completo el eje del alojamiento. La fricción desciende hasta μ ≈ 0.001, sin contacto metal-metal.[1]
Lubricación hidrodinámica (película completa)
Este es el estado de funcionamiento preferente para los cojinetes lisos lubricados con aceite.
A medida que el eje gira, arrastra lubricante hacia el espacio en forma de cuña convergente entre el eje y el alojamiento del cojinete, generando presión hidrodinámica que separa por completo el eje de la superficie de apoyo.
Nunca hay contacto entre metales.
En condiciones de película completa, el coeficiente de fricción puede descender hasta 0.001 — un valor equiparable al de un rodamiento de bolas de precisión, y mejor que el de la mayoría de los rodamientos de rodillos bajo cargas comparables.[1]
Al no existir contacto, el desgaste es prácticamente nulo.
La condición práctica es clara: se requiere una velocidad de eje suficiente y una viscosidad de lubricante adecuada para mantener la película.
Las condiciones hidrodinámicas no pueden mantenerse durante el arranque ni en la parada, por lo que la selección del material sigue siendo determinante incluso en cojinetes diseñados para trabajar con película completa.
Lubricación límite
Cuando la velocidad es demasiado baja, la carga es excesiva o la película de lubricante se rompe, el cojinete entra en régimen de lubricación límite.
Las asperezas superficiales entran en contacto de forma intermitente, la fricción aumenta y el desgaste pasa a depender de las propiedades del material del cojinete, más que de las del lubricante.
Este es el régimen estable en muchas aplicaciones de oscilación lenta y elevada carga; por ejemplo, pernos de articulación en maquinaria de construcción o muñones de compuertas de presas.
Los materiales autolubricantes (bronce con grafito, compuesto de PTFE) están diseñados específicamente para trabajar en estas condiciones.
Lubricación mixta
Un estado transitorio entre la lubricación de película completa y la lubricación límite. Parte de la carga la soporta la película fluida y parte, el contacto ocasional entre asperidades.
La fricción y el desgaste se sitúan entre los otros dos regímenes.
La mayoría de los rodamientos atraviesan condiciones de película mixta durante el arranque y la parada, incluso cuando operan en régimen hidrodinámico en estado estable.
Fig. 2 — Curva de Stribeck: la fricción alcanza su valor más alto en lubricación límite (arranque, oscilación lenta), desciende al transitar por el régimen de película mixta y llega a un mínimo con película hidrodinámica completa. A velocidades muy altas se produce un ligero incremento debido a las pérdidas por arrastre viscoso.
Estos tres regímenes explican la física que permite a un cojinete liso separar el eje del alojamiento, pero no indican cuándo debe añadirse realmente aceite o grasa, ni si conviene hacerlo en absoluto. Para conocer los intervalos de mantenimiento, la selección de grasa según el material y qué tipos de cojinetes no deben engrasarse, consulte nuestra guía de lubricación de cojinetes lisos.
Tipos de cojinetes lisos
Los cojinetes lisos se clasifican según dos dimensiones: geometría (qué direcciones de carga soporta el cojinete) y método de lubricación (si el cojinete requiere lubricación externa o la incorpora por sí mismo).
Las tres geometrías son cilíndrica, con brida y de empuje; cada una está disponible en versiones autolubricadas y de funcionamiento en seco, además de grados de uso general y resistentes a la corrosión.
En conjunto, abarcan toda la gama de productos.
Fig. 3 — Las tres geometrías de los cojinetes lisos. Cada una está disponible en versiones autolubricadas y de funcionamiento en seco; las arandelas de empuje suelen combinarse con un casquillo cilíndrico en el mismo conjunto.
Cojinetes lisos cilíndricos (lisos)
Cilindro recto, con diámetro interior y exterior uniformes. Soporta únicamente cargas radiales. Es la geometría de cojinete liso más habitual en maquinaria industrial general: bombas, ventiladores, motores y transportadores. Se monta a presión directamente en el alojamiento.
Cojinetes lisos autolubricados con aceite
Fabricados en bronce sinterizado, compactado e impregnado al vacío con aceite mineral; bajo carga y temperatura, el aceite migra a la superficie y ապահովa una lubricación continua sin aporte externo.
La opción estándar para cargas radiales de leves a moderadas y velocidades medias, en aplicaciones donde la relubricación rutinaria no resulta práctica.
Clasificados para aproximadamente 80–120°C. Dentro de esta categoría también hay variantes para alta carga, fricción ultrabaja, amortiguación de vibraciones y montaje en panel.
Casquillos lisos impregnados de aceite para la industria alimentaria
Con la misma construcción en bronce sinterizado que los casquillos impregnados de aceite estándar, pero fabricados con lubricantes de grado alimentario certificados por NSF y materiales no tóxicos que cumplen los requisitos de la FDA.
Se especifican allí donde puede producirse un contacto incidental del lubricante con alimentos o bebidas: accionamientos de transportadores, equipos de llenado y maquinaria de envasado.
Existen variantes para alta carga destinadas a aplicaciones más exigentes dentro de los mismos entornos regulados.
Casquillos lisos de funcionamiento en seco
Casquillos autolubricantes de material compuesto o polímero que no requieren aceite ni grasa externos.
El propio material, por lo general un compuesto de PTFE, un polímero de ingeniería o bronce grafitado, aporta la función lubricante directamente en la interfaz de deslizamiento.
Ofrecen un rango de temperatura más amplio que el bronce sinterizado (compuesto de PTFE: −200°C a +260°C) y están disponibles en variantes para alta carga, alta temperatura, fricción ultrabaja, resistencia química, resistencia al agua, entornos severos y montaje en panel, para adaptarse a condiciones de servicio específicas.
Multipropósito y Casquillos lisos resistentes a la corrosión
Casquillos lisos cilíndricos de uso general, diseñados para operar con fiabilidad en un amplio rango de cargas, velocidades y condiciones de lubricación, sin estar optimizados para una sola condición extrema.
Las versiones resistentes a la corrosión se fabrican en acero inoxidable, bronce al aluminio o compuestos poliméricos resistentes a la corrosión, para entornos húmedos, marinos o químicamente agresivos donde el bronce estándar se corroería.
Las versiones ranuradas, con un canal circunferencial o axial integrado, mejoran la distribución y la retención del lubricante en aplicaciones donde la relubricación periódica forma parte de la rutina de mantenimiento.
Casquillos lisos con brida
Un casquillo cilíndrico con un collarín en un extremo que se extiende radialmente hacia afuera. La brida proporciona una superficie de posicionamiento positivo durante el montaje y resiste el desplazamiento axial del eje, de modo que se obtiene soporte radial y axial en un solo componente. Es habitual en cajas de engranajes, accionamientos de transportadores y cualquier aplicación en la que el eje deba quedar fijado axialmente con precisión. Para dimensiones según ISO 4379, límites de PV por material y un proceso completo de selección en 7 pasos, consulte nuestra sección dedicada a guía de Casquillos lisos con brida.
Casquillos con brida impregnados de aceite
Geometría con brida y construcción en bronce sinterizado impregnado de aceite: autolubricación en condiciones normales, sin necesidad de lubricación externa. La cara de la brida absorbe la posición axial y las cargas de empuje ligeras, mientras que el diámetro interior soporta la carga radial. Hay variantes para cargas elevadas, de fricción ultrabaja y certificadas, así como versiones para la industria alimentaria con lubricantes conformes con NSF para entornos de proceso regulados.
Casquillos con brida de funcionamiento en seco
Rodamientos con brida sin lubricación, fabricados en materiales compuestos o poliméricos, que abarcan la gama más amplia de variantes especiales dentro de esta categoría. Los diseños autoalineables compensan automáticamente la desalineación del eje dentro de un rango angular especificado, una ventaja cuando no puede garantizarse la alineación del alojamiento. Los diseños de montaje rápido por encaje reducen el tiempo de ensamblaje en la línea de producción. Las versiones de alta temperatura responden a entornos térmicamente exigentes; las variantes para la industria alimentaria, resistentes a productos químicos y resistentes al agua cubren requisitos específicos de contaminación o corrosión. También están disponibles variantes autoalineables de alta velocidad para aplicaciones de rotación más rápida.
Multipropósito y Casquillos con brida resistentes a la corrosión
Rodamientos con brida versátiles para servicio de uso general, adecuados para un amplio rango de cargas y velocidades, sin una optimización específica del material. Las versiones resistentes a la corrosión en acero inoxidable o en aleación especial son la opción adecuada para entornos marinos, químicos o a la intemperie, donde los materiales convencionales se degradarían. Las variantes certificadas cuentan con certificación de material y dimensional para aplicaciones en las que se requiere trazabilidad.
Arandelas de empuje
Geometría de anillo plano, sin diámetro interior y con contacto frontal puro, diseñada para soportar cargas axiales que un casquillo cilíndrico no puede asumir. En la mayoría de los conjuntos, una arandela de empuje trabaja junto con un casquillo cilíndrico: el casquillo soporta la carga radial y la arandela de empuje absorbe el componente axial. Está disponible en versiones impregnadas de aceite y de funcionamiento en seco, con las mismas calidades especiales que las gamas cilíndrica y con brida.
Arandelas de empuje impregnadas de aceite
Arandelas de empuje de bronce sinterizado con aceite incorporado de forma permanente en la matriz porosa, lo que proporciona autolubricación en la cara de apoyo sin suministro externo de aceite.
Son adecuadas para cargas axiales moderadas a velocidades medias en conjuntos donde el acceso a la relubricación es limitado. Dentro de esta categoría están disponibles versiones para cargas elevadas, de fricción ultrabaja y para la industria alimentaria, destinadas a aplicaciones más exigentes o reguladas.
Arandelas de empuje de funcionamiento en seco
Arandelas de empuje totalmente libres de lubricación, fabricadas en materiales compuestos o poliméricos.
La gama de funcionamiento en seco cubre el conjunto más amplio de condiciones ambientales:
versiones de servicio ligero para posicionamiento axial a baja velocidad y baja carga;
versiones para cargas elevadas destinadas a fuertes esfuerzos axiales;
versiones de alta temperatura para conjuntos sometidos a exigencias térmicas;
versiones de fricción ultrabaja cuando resulta clave minimizar la resistencia axial;
y versiones para la industria alimentaria, resistentes al agua y resistentes a productos químicos para entornos especializados.
Multipropósito y Arandelas de empuje resistentes a la corrosión
Arandelas de empuje de uso general para aplicaciones con carga axial estándar, aptas para una amplia gama de velocidades y condiciones de lubricación.
Los rodamientos de empuje resistentes a la corrosión, fabricados en acero inoxidable, bronce al aluminio o polímeros de alta resistencia, son adecuados para entornos agresivos — conjuntos de ejes marinos, equipos de proceso químico o instalaciones a la intemperie — donde las arandelas de empuje de bronce estándar se corroerían o degradarían prematuramente.
Materiales para cojinetes lisos
La selección del material es la decisión de mayor impacto en la especificación de un cojinete liso, ya que determina a la vez el modo de lubricación, los límites de carga, la temperatura máxima admisible y los requisitos de mantenimiento.
Dos cojinetes que parecen idénticos pueden tener vidas útiles completamente distintas, dependiendo únicamente del material con el que están fabricados.
●●●●● = capacidad de carga muy alta · ●○○○○ = solo carga ligera · Los coeficientes de fricción indicados corresponden a condiciones de lubricación límite / en seco. El bronce con lubricación hidrodinámica alcanza μ ≈ 0.001 en régimen de película completa.
Fig. 4 — Comparación de materiales. El bronce con lubricación hidrodinámica alcanza μ ≈ 0.001 en régimen de película completa.[1] Límites de temperatura del Babbitt: base estaño (Sn) 100–110°C, base plomo (Pb) 120–130°C.[2]
Aleaciones de bronce
El bronce ha sido durante décadas el material de referencia para cojinetes lisos por una razón clara: combina una resistencia a compresión notable, excelente resistencia al desgaste y un comportamiento fiable tanto en condiciones de lubricación hidrodinámica como de lubricación límite.
Predominan tres familias de aleaciones:
Bronce al estaño (C90500, C90700): La opción de trabajo estándar. Ofrece buena resistencia a la corrosión, amplia disponibilidad en inventario y se utiliza en bombas, motores y maquinaria industrial general.
Bronce al plomo: Un mayor contenido de plomo mejora la capacidad de incrustación: las pequeñas partículas contaminantes quedan alojadas en la fase blanda de plomo en lugar de rayar el eje. Es un material estándar en cojinetes de cigüeñal y de biela de motor.
Bronce al aluminio: Ofrece una resistencia mecánica y a la corrosión notablemente superiores. Es la opción adecuada para entornos marinos, procesos químicos y exposición al agua salada.
Metal blanco (Babbitt)
Aleación blanda a base de estaño o plomo, utilizada como material de recubrimiento en grandes cojinetes lisos. Sus propiedades distintivas son la conformabilidad y la capacidad de incrustación.
La contrapartida es una menor capacidad de carga y un límite térmico relativamente bajo: el Babbitt a base de estaño comienza a ablandarse alrededor de 100–110°C; los grados a base de plomo amplían este rango hasta aproximadamente 120–130°C.
Compuesto de PTFE (tipo DU)
Es la construcción autolubricante más habitual: soporte de acero, capa intermedia de bronce sinterizado y una superficie deslizante de PTFE, con un espesor típico de 0.01–0.03 mm.
Coeficiente de fricción típico en seco: μ = 0.03–0.15.[2] Rango de temperatura de servicio: de −200°C a +260°C en funcionamiento continuo.
Bronce sinterizado (impregnado en aceite)
Se fabrica compactando polvo de bronce y sometiéndolo a sinterizado para crear una matriz porosa; a continuación, los poros se impregnan al vacío con aceite mineral.
Según ASTM B438, el contenido de aceite suele ser 15–25% en volumen. Funciona bien con cargas de bajas a moderadas y velocidades medias.
No es adecuado para cargas elevadas ni para temperaturas altas (clasificado para aproximadamente 80–120°C).
Plásticos de ingeniería (POM, nailon, PEEK)
El polioximetileno (POM/Delrin) y la poliamida (nailon/PA) ofrecen resistencia química, ausencia de corrosión e inmunidad frente a muchos lubricantes, por lo que resultan opciones lógicas para la industria alimentaria y los equipos médicos.
PEEK soporta temperaturas más elevadas, hasta aproximadamente 250°C en servicio continuo.
Bronce con grafito
Bronce con tapones de grafito distribuidos a lo largo de la superficie de apoyo.
Durante el funcionamiento, el grafito se transfiere al eje y forma una película lubricante sólida. Coeficiente de fricción en condiciones de servicio: μ = 0.10–0.20superior al del compuesto de PTFE, aunque con mayor capacidad de carga a temperaturas elevadas.
Acero y acero inoxidable
El acero al carbono templado en todo el espesor o cementado ofrece una capacidad de carga y una resistencia al desgaste muy elevadas; sin embargo, a diferencia del bronce o del compuesto de PTFE, no posee propiedades autolubricantes y requiere un suministro continuo externo de aceite o grasa.
Los aceros inoxidables (303, 304, 316) sacrifican parte de la dureza y la capacidad de carga a cambio de una mayor resistencia a la corrosión, por lo que constituyen la opción estándar en aplicaciones de procesamiento de alimentos, ambiente marino y zonas de lavado, donde el acero al carbono o el bronce convencional se corroerían.
Parámetros clave de desempeño
Valor PV (presión × velocidad)
El límite fundamental de desempeño de los cojinetes lisos autolubricados.
P es la presión proyectada del cojinete (carga ÷ diámetro interior × longitud, en MPa) y V es la velocidad superficial del eje (en m/s).
Valores de referencia: bronce sinterizado (SAE 841) ≈ 1.75–2.5 MPa·m/s; límite PV en seco del compuesto de PTFE (tipo DU) ≈ 0.04–0.10 MPa·m/s.
Consulte las fichas técnicas de los materiales para sus condiciones reales de operación.
Coeficiente de fricción (μ)
Varía desde ~0.001 en bronce con lubricación hidrodinámica en condiciones de película plena, hasta 0.03–0.15 en compuesto de PTFE en seco, y 0.10–0.20 en bronce con grafito.
El coeficiente de fricción no es una propiedad fija: varía según la carga, la velocidad, la temperatura y el estado de lubricación.
Temperatura de operación
Bronce sinterizado con aceite mineral: normalmente apto para 80–120°C.
Compuesto de PTFE: de −200°C a +260°C.
Bronce con grafito: hasta más de 300°C en algunos grados. Plásticos basados en PEEK: hasta aproximadamente 250°C en servicio continuo.
Cojinetes lisos frente a rodamientos de bolas
Esta comparación surge en prácticamente toda evaluación de selección de rodamientos. Ninguna opción es superior en términos absolutos: cada una destaca en condiciones específicas. Para un análisis más detallado, punto por punto, de capacidad de carga, límites de velocidad y coste, consulte nuestra completa Guía comparativa entre cojinete liso y rodamiento de bolas.
Factor | Cojinetes lisos | Rodamientos de bolas / de rodillos |
|---|---|---|
Coste unitario | Más bajo | Más alto |
Ruido a baja velocidad | Más silencioso | Puede generar más ruido |
Capacidad de carga radial | Alta | Buena |
Capacidad de carga axial | Buena (con brida + arandela de empuje) | Buena |
Comportamiento a alta velocidad | Limitada | Más adecuado |
Espacio radial requerido | Más compacto | Requiere más espacio |
Mantenimiento (autolubricado) | Mínimo / nulo | Requiere lubricación periódica |
Tolerancia a cargas de choque | Moderada | Mejor |
Vida útil en condiciones ideales | Potencialmente muy larga (película completa) | Limitada por fatiga |
Sensibilidad a la contaminación | Más alta (ruptura de la película lubricante) | Mejores opciones de sellado |
La regla práctica es la siguiente: cuando la velocidad es baja, las cargas son elevadas, el espacio es reducido o el acceso al mantenimiento es limitado, los cojinetes lisos suelen ser la mejor opción. En cambio, cuando la velocidad es alta, la precisión es crítica o las cargas de choque son severas, los rodamientos de elementos rodantes suelen ofrecer un mejor desempeño.
Aplicaciones por sector
Automoción
Todo motor de combustión interna incorpora cojinetes lisos.
Los cojinetes principales del cigüeñal y los cojinetes de biela son cojinetes lisos trimetálicos o bimétalicos, con respaldo de acero y camisas de aleación de cobre-plomo o aluminio, diseñados para operar bajo cargas elevadas y calor continuo.
A medida que evolucionan las arquitecturas de vehículos eléctricos, los bujes y cojinetes lisos están apareciendo en nuevos ámbitos: soporte del eje del motor, articulaciones de la caja de engranajes y conjuntos de bombas para la refrigeración de baterías.
Más allá del tren motriz, los cojinetes lisos también se emplean en diversos mecanismos de chasis y carrocería: pivotes de la columna y del eje de dirección, pernos de la suspensión y la bieleta de dirección, mecanismos de regulación y reclinación de asientos, bisagras de puertas y capó, y conjuntos de la transmisión del limpiaparabrisas; aplicaciones en las que el deslizamiento silencioso y de baja fricción importa más que la rotación a alta velocidad.
Maquinaria industrial
Los soportes de eje en bombas, compresores, ventiladores, motores eléctricos, accionamientos de transportadores, turbinas y equipos de molienda figuran entre las aplicaciones de mayor volumen para los cojinetes lisos a nivel mundial.
Su durabilidad en ciclos de servicio continuo, unida a sus reducidas necesidades de mantenimiento, los convierte en la opción preferente para equipos que operan 24/7 con paradas limitadas.
Explore nuestra gama de cojinetes lisos para maquinaria industrial.
Equipos de construcción y agrícolas
Los pernos del brazo de excavadoras, los eslabones de la cadena de bulldozers, los pernos de cilindros hidráulicos, las articulaciones de implementos y los puntos de pivote y dirección de maquinaria agrícola —en cualquier aplicación con altas cargas estáticas, movimiento oscilante o giro lento, y posible contaminación— suelen equiparse con cojinetes lisos compuestos de bronce con grafito o bimetálicos.
Marino
Los cojinetes de bocina que soportan los ejes propulsores deben soportar grandes cargas radiales, funcionar con lubricación por agua —utilizando agua de mar como lubricante— y tolerar la desalineación del eje y el ensuciamiento marino.
Las opciones de material más habituales en este caso son los cojinetes con revestimiento de caucho, los compuestos poliméricos y los cojinetes tipo cutlass.
Aeroespacial y defensa
Los casquillos de los actuadores de superficies de control, los cojinetes de muñón del tren de aterrizaje y determinados cojinetes del accionamiento de accesorios del motor utilizan cojinetes lisos compuestos de alto rendimiento.
Son habituales los cojinetes compuestos de PTFE y los basados en PEEK.
Energía — Aerogeneradores
Los sistemas de control de paso y los accionamientos de orientación de los aerogeneradores utilizan cada vez más cojinetes lisos de gran tamaño.
A diferencia de las alternativas con elementos rodantes, los cojinetes lisos soportan el movimiento oscilante lento y fuertemente cargado de estos sistemas sin las limitaciones de fatiga que reducen la vida útil de los elementos rodantes en esta aplicación específica.
Procesamiento de alimentos y dispositivos médicos
Los cojinetes lisos de polímero autolubricante y de კომპósito de PTFE son indispensables en cualquier aplicación en la que la contaminación del lubricante pudiera comprometer la seguridad del producto o la esterilidad.
En este ámbito, la especificación viene determinada por materiales conformes con la FDA, resistencia a los agentes de limpieza por lavado y protección frente a la corrosión. Ambos con impregnación de aceite para la industria alimentaria y de funcionamiento en seco están disponibles con certificación NSF para estas aplicaciones.
Cómo seleccionar el cojinete liso adecuado
Revise estos seis factores en orden. Omitir cualquiera de ellos suele derivar en fallos prematuros.
Fig. 5 — Proceso de selección en seis pasos. Siga el orden establecido; cada etapa condiciona la siguiente.
Definir la carga
¿La carga es radial, axial o combinada? Calcule la presión proyectada del cojinete: P = carga aplicada ÷ (diámetro del agujero × longitud del cojinete). Esto permite determinar si se requiere una configuración cilíndrica, con brida o con arandela de empuje.
Establecer la velocidad del eje
La velocidad periférica (V = π × diámetro del eje × RPM), combinada con P, proporciona el valor PV, que constituye el criterio principal de selección de material para los cojinetes autolubricantes.
Determinar el modo de lubricación
¿Es posible suministrar aceite de forma continua? En ese caso, el bronce con lubricación hidrodinámica es viable. Si no, la alternativa práctica son los materiales autolubricantes: bronce sinterizado para cargas ligeras, o compósito de PTFE o bronce grafitado para servicios más exigentes o a temperaturas más altas.
Identificar el entorno de trabajo
Las temperaturas extremas, la exposición a humedad, productos químicos y partículas abrasivas, así como la presencia de cargas de choque o vibración, condicionan tanto la elección del material como la del diseño.
Considerar la dureza y el acabado superficial del eje
El bronce y el metal antifricción babbitt requieren ejes endurecidos hasta al menos HRC 45–50 y con un acabado de Ra 0.4–0.8 μm para obtener el mejor desempeño. Los compósitos de PTFE toleran mejor las condiciones de la superficie del eje.
Seleccione la geometría
Cilíndrico liso para cargas exclusivamente radiales; con brida cuando se requiere posicionamiento axial; arandela de empuje cuando deben soportarse cargas axiales junto con un casquillo radial.
Si existe alguna duda, comparta sus parámetros de operación con el equipo de ingeniería del proveedor de rodamientos. La consulta no tiene coste; un elemento mal especificado sí supone pérdida de tiempo de producción y mano de obra de sustitución.
Modos de fallo habituales y causas raíz
Incluso los casquillos correctamente especificados pueden fallar cuando las condiciones de servicio se desvían. Conocer los modos de fallo facilita tanto el análisis de causa raíz como la especificación preventiva.
| Desgaste abrasivoLas partículas contaminantes presentes en el lubricante rayajan y erosionan la superficie del cojinete. Solución: mejorar la filtración, emplear materiales con mayor capacidad de incrustación (bronce al plomo, metal blanco) o adoptar configuraciones con alojamiento sellado. | GripajeContacto metal con metal provocado por el colapso de la película lubricante, una holgura insuficiente o una sobrecarga. Suele iniciarse durante el arranque, antes de que se establezcan las condiciones hidrodinámicas. En cojinetes autolubricados, indica funcionamiento por encima del límite PV. |
| Grietas por fatigaLa carga cíclica genera grietas subsuperficiales y picaduras en la superficie, en particular en recubrimientos de metal blanco sometidos a cargas variables o de choque. Señala un problema en la capacidad de carga o la presencia de golpes no contemplados en la especificación. | CorrosiónEspecialmente en entornos húmedos, marinos o químicamente agresivos. La selección de material es la principal defensa: acero inoxidable, bronce al aluminio o compuestos de PTFE, según el medio químico. |
| FrettingEl microdeslizamiento entre el diámetro exterior del cojinete y el alojamiento provoca desgaste y afloja el ajuste por interferencia con el tiempo. Se corrige mediante una especificación adecuada del ajuste y la selección correcta del material del alojamiento. | SobrecalentamientoUn aporte de aceite insuficiente o una carga excesiva deterioran la película lubricante; una temperatura elevada sostenida agota los reservorios autolubricados. Ambos escenarios pueden derivar en gripaje; su detección temprana mediante monitorización de temperatura es fundamental. |
Preguntas frecuentes
¿Qué son los casquillos?
Los casquillos son cojinetes lisos cilíndricos — también denominados bujes, cojinetes de apoyo o cojinetes lisos — que soportan un eje giratorio, oscilante o deslizante mediante contacto directo de deslizamiento, en lugar de elementos rodantes.
Se especifican como un conjunto formado por alojamiento, casquillo y eje, y el casquillo puede montarse a presión en un alojamiento como inserto independiente o suministrarse como una unidad autónoma impregnada de aceite o de funcionamiento en seco.
¿Cómo funcionan los casquillos?
Los casquillos sostienen el eje sobre una fina película lubricante — o, en diseños de funcionamiento en seco, directamente sobre un material autolubricante — en lugar de hacerlo mediante elementos rodantes. En función de la carga, la velocidad y la viscosidad del lubricante, el cojinete trabaja en régimen hidrodinámico (película completa), mixto o de lubricación límite, con una fricción que puede descender hasta μ ≈ 0.001 cuando una película de aceite completa separa el eje del alojamiento.
¿Cuál es la diferencia entre un sleeve bearing y un bushing?
En el uso habitual de ingeniería, ambos términos son intercambiables: designan un cojinete liso cilíndrico que soporta un eje sin elementos rodantes.
Desde un punto de vista técnico, "bushing" a veces implica un inserto más corto y de pared delgada, montado a presión y utilizado como camisa reemplazable, mientras que "sleeve bearing" puede referirse a un componente más largo y robusto, destinado a servicio continuo con cargas elevadas.
Un casquillo suele especificarse por diámetro interior × diámetro exterior × longitud; por ejemplo, un casquillo de 10 × 12 × 15 mm tiene un diámetro interior para eje de 10 mm, un diámetro exterior de 12 mm y una longitud total de 15 mm. Esta forma abreviada se utiliza en catálogos de bujes y casquillos, independientemente del término empleado por el proveedor.
En la práctica, la mayoría de los ingenieros y proveedores utilizan ambos términos para la misma categoría de producto. Para materiales específicos de bujes y un criterio de selección dedicado, consulte nuestra guía sobre tipos y materiales de bujes.
¿Necesitan lubricación los casquillos?
Depende del tipo. Los cojinetes lisos lubricados con aceite (bronce en aplicaciones hidrodinámicas) requieren un suministro continuo de aceite.
Los rodamientos lubricados con grasa requieren relubricación periódica. Los tipos autolubricantes — bronce sinterizado, bronce grafitado,
compuesto de PTFE — incorporan su propio lubricante y no requieren lubricación externa en condiciones normales de funcionamiento.
¿Cuál es la vida útil de los cojinetes lisos?
En condiciones hidrodinámicas de película plena, con lubricante limpio, un cojinete liso correctamente especificado no presenta un mecanismo de desgaste intrínseco; su vida útil queda limitada por la corrosión, la contaminación o los cambios en las condiciones de operación, más que por fatiga.
Los cojinetes de bronce sinterizado en aplicaciones de servicio ligero suelen estar clasificados para decenas de miles de horas de funcionamiento.
Los cojinetes compuestos de PTFE en aplicaciones de suspensión automotriz suelen diseñarse para toda la vida útil del vehículo.
¿Cuál es la diferencia entre un cojinete liso y un rodamiento de bolas?
Un cojinete liso no tiene elementos rodantes: el eje desliza dentro de un alojamiento cilíndrico sobre una película de lubricación o sobre un material autolubricante.
Un rodamiento de bolas utiliza pequeñas bolas de acero que ruedan entre los anillos interior y exterior para minimizar la fricción.
Los cojinetes lisos suelen ser más silenciosos a bajas velocidades, más compactos en sentido radial, de menor costo y más adecuados para cargas radiales elevadas con movimiento oscilante lento.
Los rodamientos de bolas soportan mejor velocidades más altas, cargas axiales en ambos sentidos y cargas de choque.
¿Pueden los cojinetes lisos soportar cargas radiales y axiales?
Un cojinete liso cilíndrico simple soporta únicamente cargas radiales.
Un cojinete liso con brida soporta cargas combinadas radiales y axiales a través de la cara de la brida.
Cuando es necesario gestionar ambas direcciones de carga con un cojinete cilíndrico, se añade junto a él una arandela de empuje independiente para absorber el componente axial.
¿Qué causa la falla de un cojinete liso?
Las causas más comunes son una lubricación insuficiente (ruptura de la película que provoca contacto metal con metal), la entrada de contaminantes (partículas abrasivas que rayan la superficie), el funcionamiento fuera del rango de carga o velocidad de diseño (superando los límites PV en los tipos autolubricantes) y un juego de montaje incorrecto: si es demasiado ajustado, provoca sobrecalentamiento; si es excesivo, genera vibraciones y una distribución irregular de la carga.
¿Para qué se utiliza un cojinete liso?
Los cojinetes lisos soportan ejes en cualquier aplicación donde un apoyo radial o axial silencioso, compacto y de bajo mantenimiento sea más valioso que una velocidad muy alta: motores eléctricos, bombas, ventiladores, cajas de engranajes, turbinas y accionamientos de transportadores en maquinaria industrial; cigüeñales, bielas, enlaces de dirección y puntos de bisagra o pivote en equipos automotrices y todoterreno; y mecanismos de bisagra, pivote o deslizamiento lineal en prácticamente cualquier sistema mecánico.
Fuentes
Copper Development Association — Selección de materiales para cojinetes de bronce: Ver referencia técnica
GGB Bearings — Soluciones de cojinetes de bronce autolubricados GGB-DB: Descargar catálogo PDF de GGB-DB
ASTM B438 — Especificación estándar para cojinetes de base bronce obtenidos por metalurgia de polvos (PM) e impregnados en aceite: Visitar ASTM International
Wikipedia — Cojinete liso: Leer en Wikipedia
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