Todo lo que debe saber sobre las causas de las fallas de los rodamientos y las medidas preventivas

Todo lo que debe saber sobre las causas de las fallas de los rodamientos y las medidas preventivas

La falla del rodamiento ocurre cuando un rodamiento no cumple con su vida útil esperada o sus niveles de rendimiento, lo que resulta en una falla del eje de la máquina o incluso daños a las piezas adyacentes al rodamiento. Las consecuencias de una falla en los rodamientos pueden tener consecuencias de gran alcance para sus instalaciones. Los escenarios potenciales incluyen, entre otros, aumento del tiempo de inactividad, altos costos de mantenimiento, entregas retrasadas, pérdida de ingresos y, en algunos casos extremos, condiciones potencialmente mortales para los trabajadores. Cuando los rodamientos fallan, puede afectar negativamente a sus instalaciones, su reputación y sus resultados. Dicho esto, existen algunas precauciones que puede tomar para prolongar la vida útil de sus rodamientos y evitar su desgaste inadecuado.

Sabemos lo frustrante que puede ser que una falla en un rodamiento en su planta cause un costoso tiempo de inactividad y, a menudo, lo obligue a salir de la cadena de suministro normal. En AUB, estamos comprometidos a proporcionar más de 8000 tipos de rodamientos de alta calidad, incluidos rodamientos rígidos de bolas, rodamientos de sección delgada, rodamientos de contacto angular, rodamientos de empuje, rodamientos de rodillos cónicos, rodamientos de rodillos cilíndricos, rodamientos de rodillos esféricos, etc., para ayudarle a brindarle un mejor servicio. a sus clientes con tiempos de respuesta reducidos.

En pocas palabras, cada vez que un rodamiento no cumple con su vida útil o nivel de rendimiento esperado, se le puede llamar falla del rodamiento. Las fallas de los rodamientos son complejas de lo que podría pensar, e incluso con una planificación cuidadosa y un mantenimiento adecuado, aún pueden fallar inesperada o prematuramente en su aplicación. Según estadísticas incompletas, menos del 30% de los rodamientos alcanzarán su límite de fatiga determinado y se “desgastarán” en su aplicación. Basándose en años de experiencia en la fabricación de rodamientos, AUB resume varias causas comunes de fallas en los rodamientos:

  • Lubricación insuficiente o inadecuada

  • Pollution

  • Manejo e instalación inadecuados

  • Sobrecarga

  • Otras razones

¿Qué debo hacer si falla el rodamiento?

Los rodamientos son fundamentales para el correcto funcionamiento de su máquina, por lo que cuando escuche un ruido horrible durante el funcionamiento, debe actuar rápidamente. Es probable que esto sea un indicio de falla del rodamiento. Las fallas en los rodamientos requieren atención inmediata, ya que pueden causar todo tipo de problemas frustrantes en sus instalaciones, como:

  • Tiempo de inactividad no planificado

  • Mayor tiempo de inactividad

  • Pérdida de productividad

  • Eficiencia operativa reducida

  • Plazos de entrega perdidos

  • Mayores costos operativos

Según estadísticas incompletas, cuando un rodamiento de 50 dólares deja de funcionar en una máquina multimillonaria, la pérdida puede alcanzar entre 25,000 y 50,000 dólares por hora. A continuación, AUB analiza las cuatro etapas de falla de los rodamientos y sus manifestaciones comunes en todo el espectro.

Lo que necesita saber sobre las etapas de falla de los rodamientos

Como comentamos anteriormente, los rodamientos no siguen girando para siempre. Si no se toman las precauciones adecuadas, los rodamientos pueden dañarse y reducir su vida útil. Entonces, ¿cómo sabemos si un rodamiento está a punto de fallar? Primero, debemos comprender que existen cuatro etapas distintas en la falla de un rodamiento.

Fase 1

En la primera etapa, veremos pequeños hoyuelos que comienzan a aparecer en las pistas de rodamiento y la frecuencia ultrasónica del elemento rodante en el espectro no está en el rango normal. Pero es probable que en esta etapa el rodamiento esté funcionando normalmente, por ejemplo cuando probamos el espectro de frecuencia del rodamiento alrededor de 20,000-60,000 Hz, aunque esto no es una razón para reemplazar el rodamiento, puede indicar una falta de Lubricación entre las pistas de rodadura y los elementos rodantes.

Fase 2

Una vez que llegue a la segunda etapa de falla, generalmente encontrará que el defecto del rodamiento comienza a sonar en su frecuencia natural, que oscila entre 500 y 2,000 Hz. A menudo, estas frecuencias son en realidad resonancias de los componentes del rodamiento (como pistas o elementos rodantes) o de la estructura de soporte del rodamiento. Vale la pena señalar que las instalaciones de mantenimiento deberían incluirse en el cronograma en esta etapa.

Fase 3

Durante esta etapa, los niveles de frecuencia de defectos de los rodamientos se vuelven pronunciados y aparecen armónicos en el espectro de frecuencias. Determinar la tasa de degradación es clave si está solucionando un problema en el que se pueden ver claramente defectos en la pista de rodadura. Además, los rodamientos (tanto en maquinaria crítica como no crítica) que hayan llegado a esta etapa de falla deben reemplazarse rápidamente.

Fase 4

Los rodamientos llegan a esta etapa al final de su vida útil y notará un aumento en el ruido de la máquina en todos los niveles, lo que a su vez produce un espectro de banda ancha aleatorio. “El ruido de fondo de alta frecuencia y la amplitud del HFE pueden en realidad disminuir, pero esto es una señal de que el rodamiento está a punto de fallar. En definitiva, el objetivo es evitar que el rodamiento llegue a esta fase, pero si lo hace, hay que sustituirlo inmediatamente. Usar estas cuatro etapas e identificar en qué etapa se encuentra un rodamiento es fundamental, ya que no solo lo ayudará a crear un programa de mantenimiento predictivo preciso, sino que también lo ayudará a mantener sus máquinas funcionando de manera eficiente y evitar costosos tiempos de inactividad no planificados.

Causas comunes de falla de los rodamientos

Cuando un rodamiento falla, significa que la máquina puede fallar y por lo tanto la propia máquina puede dañarse y funcionar mal. Ya sea que su instalación haya experimentado fallas en los rodamientos recientemente o no, los rodamientos se desgastan cada minuto de operación y eso es normal. Probablemente pueda resumir una serie de causas de fallas en los rodamientos, algunas más comunes que otras. Según estadísticas incompletas, más del 70% de los fallos de los rodamientos se deben a una instalación incorrecta, una mala lubricación o contaminación. Aquí hay un cuadro de fallas de rodamientos resumido por AUB para mostrar mejor las estadísticas detrás de las causas comunes de fallas de rodamientos. Echemos un vistazo más de cerca a las 13 causas comunes de fallas en los rodamientos en relación con su proceso de fabricación y, en última instancia, con su resultado final.

inspeccionando rodamientos viejos
1. Fallo de lubricación

Según un estudio reciente, hasta el 80% de los fallos de los rodamientos se deben a fallos de lubricación. Esto incluye insuficiente lubricación, uso de lubricante incorrecto o temperaturas excesivas que degradan el lubricante. Esta debería ser una de las primeras razones a considerar al inspeccionar un rodamiento averiado. Para garantizar una lubricación adecuada, debe haber suficiente viscosidad a la temperatura de funcionamiento. Al solucionar problemas, busque pistas de rodamiento muy pulidas o descoloridas para determinar si las superficies de rodadura carecen de viscosidad suficiente a las temperaturas de funcionamiento.

La lubricación excesiva es tan dañina como la falta de lubricación. “La lubricación insuficiente provoca contacto entre metales y la lubricación excesiva provoca acumulación de calor y fricción a medida que los elementos rodantes intentan constantemente expulsar el exceso de grasa.

2. Daño a la jaula

Hay muchas razones por las que se dañan las jaulas. Algunos de los problemas comunes incluyen vibración, sobrecarga, velocidad excesiva, desgaste u obstrucción.

3. Contaminación y corrosión

Los contaminantes como la suciedad, la arena y el agua pueden causar daños en los rodamientos durante su funcionamiento y, por supuesto, los productos químicos y corrosivos pueden tener un impacto negativo en los rodamientos. Estos contaminantes reducirán la vida útil de la grasa lubricante, destruirán la película de aceite, provocarán corrosión en la superficie del rodamiento y generarán partículas abrasivas en la pista de rodadura. Por lo tanto, es importante mantener limpio el área de trabajo, las herramientas y los accesorios, ya que esto puede evitar fallas en los rodamientos y contaminación.

4. Arco

También conocida como “corrosión por arco”, esta falla ocurre cuando una corriente eléctrica pasa a través del rodamiento y rompe las superficies de contacto entre las pistas y los elementos rodantes, generando altas temperaturas en puntos localizados. Esto crea hoyuelos en las pistas de rodadura y en los elementos rodantes, que pueden dañar el rodamiento.

5. Instalación incorrecta

Es fundamental montar el rodamiento correcto en un eje dimensionalmente preciso. Si no, puede causar dos problemas:

1. Si el eje está sobredimensionado o hinchado, provocará un ajuste apretado, lo que reducirá el juego interno del rodamiento.

2. Si el eje tiene un tamaño insuficiente o el ajuste es demasiado flojo, el rodamiento se deslizará sobre el eje, se desgastará y generará calor, lo que eventualmente causará problemas de vibración y descentramiento.

6. Fatiga

La falla por fatiga se refiere a la rotura de la superficie del rodamiento durante el funcionamiento, lo que provoca la caída de pequeñas partículas desprendidas y la falla del rodamiento. La fatiga del rodamiento es progresiva y, una vez que ocurre, continuará propagándose a medida que el rodamiento funciona. Esto generalmente ocurre al final de la vida útil esperada del rodamiento, pero no se excluye la fatiga del rodamiento debido a cargas excesivas.

7. Sangría Brinell

Cuando la carga excede el límite elástico del material del anillo del rodamiento, se crean muescas permanentes en las pistas de rodadura, lo que conduce a una mayor vibración. Hay dos tipos de sangría Brinell:

  • Sangría Brinell verdadera: causado por cargas que exceden el límite elástico del material del soporte.

  • Falsa sangría Brinell: Causado por vibración o bamboleo entre elementos rodantes y pistas de rodadura.

8. Dislocación

La desalineación puede causar vibraciones y cargas excesivas en el rodamiento, y no todos los rodamientos son autoalineantes. AUB concluye que las causas más comunes de desalineación incluyen: flexión del eje, suciedad o rebabas en el eje o en los hombros de la carcasa, roscas del eje que no están en ángulo recto con el asiento del eje y caras de las contratuercas que no están en ángulo recto con el asiento del eje en el eje roscado. . Para evitar la desalineación, AUB le recuerda algunas de las mejores prácticas: asegúrese de que el eje y la carcasa se inspeccionen periódicamente, utilice contratuercas de precisión y calce la carcasa según sea necesario.

9. Modo de ruta

Para comprender mejor las condiciones de funcionamiento de un rodamiento, es mejor examinar el patrón de desgaste de un rodamiento desmontado que ya se ha puesto en servicio. Mediante pruebas de análisis de fallas y la comprensión de las trayectorias de desgaste normal/anormal, es posible evaluar adecuadamente si un rodamiento está funcionando en condiciones ideales.

10. Selección y mantenimiento del sello.

Los rodamientos completamente sellados evitan la contaminación y garantizan que la lubricación no se vea comprometida. AUB proporciona algunas pautas para seleccionar y mantener sellos:

  • Utilice sellos capaces de soportar las condiciones ambientales/operativas seleccionadas de la instalación.

  • Si es posible, instale un protector externo para evitar que se acumulen residuos sobre y alrededor del sello.

  • Programe siempre inspecciones de rutina de los sellos de labio radial para verificar su flexibilidad, endurecimiento, grietas y contacto con el eje.

  • Verifique si hay fugas y reemplace los sellos dañados rápidamente.

  • Evite quitar el exceso de grasa de los sellos de labios. Esto puede hacer que pierdan su potencia y, en algunos casos graves, pueden caerse de sus carcasas.

  • Proceda con precaución si utiliza agua, vapor o aire comprimido durante la limpieza. Es fácil dañar accidentalmente el sello y forzar la entrada de contaminantes al interior del rodamiento, que de otro modo estaría limpio.

  • Si está desmontando maquinaria grande, evite levantarla con cadenas, cables metálicos o eslingas sucias que puedan rayar las superficies de sellado. Si las caras de contacto del sello están desgastadas, asegúrese de repavimentarlas y esmerilarlas hasta obtener sus especificaciones de diámetro y acabado originales.

11. Sobrecarga

La aplicación de cargas excesivas a los rodamientos es una causa común de falla. Puede resolver la sobrecarga reduciendo la carga sobre el rodamiento o considerando un rodamiento de mayor capacidad.

12. Manipulación y almacenamiento inadecuados

En resumen, un almacenamiento inadecuado de los rodamientos puede provocar problemas más adelante, ya que quedan expuestos a elementos externos como la humedad, el polvo y los cambios de temperatura. El manejo se convierte en un problema cuando se abre la caja o el material de embalaje se rompe prematuramente, ya que esto expone los rodamientos a la suciedad y elementos corrosivos. AUB recomienda asegurarse de estar atento a la humedad y la temperatura, que pueden provocar oxidación o exponer los cojinetes en las áreas de almacenamiento.

13. Juego interno insuficiente

Por último, pero no menos importante, estos fallos afectan a la fricción, el tamaño de la zona de carga y la vida a fatiga del rodamiento. Si el holgura del rodamiento es insuficiente, se acumulará calor excesivo. Como ya hemos comentado, las altas temperaturas no son buenas para los rodamientos y pueden provocar lubricación y fricción interna entre otros problemas ya enumerados. Hemos resumido los tipos más comunes de fallas en los rodamientos, entonces, ¿cómo prevenirlas? ¡Siga leyendo para aprender cómo implementar las mejores medidas preventivas en su planta!

Medidas preventivas ante fallos de rodamientos.

Los rodamientos tienen una vida útil razonablemente larga en condiciones normales de funcionamiento, pero como tienen una vida útil fija, es inevitable que eventualmente fallen. De hecho, según estadísticas incompletas, menos del 1% (concretamente el 0.35%) de los rodamientos no alcanzaron la vida útil esperada. La clave para evitar el tiempo de inactividad de las instalaciones y la pérdida de productividad es evitar fallas prematuras de los rodamientos, que resultan de daños en los rodamientos. Hacer esto no sólo le ayudará a prevenir fallos prematuros, sino que también le ayudará a mantener su proceso de fabricación funcionando sin problemas.

La mayoría de las fallas de rodamientos que discutimos anteriormente se remontan a un pequeño conjunto de causas que no solo están interrelacionadas sino que también son reparables.

Estas causas son el montaje/alineación, la lubricación, la sobrecarga, las influencias ambientales y el almacenamiento incorrecto.

Por qué es importante el montaje y la alineación adecuados de los rodamientos

Durante la instalación de los rodamientos se deben utilizar herramientas, hornos y calentadores de inducción adecuados. Considere evitar la desalineación o la desviación del eje, ya que esto es importante al montar rodamientos con componentes separados. Si los componentes no están correctamente alineados, los rodamientos eventualmente se desgastarán de manera anormal. Después de la instalación según las instrucciones del fabricante, la mejor práctica a recordar es enjuagar y limpiar minuciosamente el rodamiento con lubricante. Además, asegúrese de aplicar una última cantidad de lubricante antes de utilizar la máquina.

Alineación de rodamientos
Lubrique de acuerdo con las pautas del fabricante.

La lubricación se utiliza en rodamientos para cubrir completamente las superficies rodantes y deslizantes con una fina película de aceite para evitar el contacto de metal con metal. La grasa se usa comúnmente porque es más fácil de manejar, mientras que la lubricación con aceite se usa a menudo en aplicaciones de alta temperatura o alta velocidad. Las fallas comunes de lubricación se deben a:

  • Usar el tipo de lubricante incorrecto

  • Muy poca grasa/aceite o demasiada grasa/aceite

  • Grasa/aceite mixto

  • Grasa/aceite contaminado por objetos o agua

Lubricar los cojinetes

Utilice la tensión operativa de rodamiento adecuada

Las tensiones operativas sobre los rodamientos pueden afectar su vida útil.

  • Si la carga sobre el rodamiento es demasiado baja, los elementos rodantes se deslizarán y se cargarán incorrectamente.

  • Si la carga es demasiado alta, puede provocar sobrecarga y fatiga prematura.

Normalmente, el primer signo de este tipo de problemas son ruidos inusuales y/o aumento de temperatura. La temperatura ideal para los rodamientos es inferior a 100 grados Celsius. Es importante tener en cuenta que la temperatura del rodamiento generalmente aumenta con el arranque y se nivela a una temperatura ligeramente inferior a la del arranque (rango de 10 a 40 grados Celsius por encima de la temperatura ambiente). Por eso es fundamental garantizar que las vibraciones estén aisladas en los equipos asociados, ya que si no están aisladas, pueden provocar ruidos anormales y un funcionamiento desigual.

Considere el impacto ambiental

Si no se tienen en cuenta, existen muchos entornos operativos en los que incluso los mejores rodamientos pueden dañarse y provocar fallas.

  • Polvo y suciedad pueden contaminar los rodamientos muy rápidamente. Asegúrese de utilizar técnicas de sellado adecuadas para evitar este tipo de contaminación.

  • Medios agresivos o agua. – este es otro ejemplo en el que el sellado adecuado es fundamental.

  • Calor externo – Los requisitos de temperatura ambiente de funcionamiento tienen múltiples opciones en términos de juego interno radial, lubricantes de alta temperatura, funcionamiento intermitente o continuo y otros factores que afectan la vida útil del rodamiento.

  • Paso de corriente o corrosión electrolítica – Si se permite que la corriente fluya a través de los elementos rodantes de un rodamiento, las chispas pueden crear picaduras o ranuras en las superficies del rodamiento. Puede solucionar este problema utilizando material aislante sobre o dentro del rodamiento o creando un circuito de derivación para la corriente eléctrica.

Guarde sus rodamientos activamente

Hoy en día, la mayoría de instalaciones mantienen al mínimo el número de repuestos que tienen en los almacenes.

Gracias al mantenimiento preventivo (al igual que el resto de medidas que hemos mencionado anteriormente), las instalaciones pueden detectar posibles fallos antes.
Esto significa que las instalaciones pueden pedir y reemplazar los rodamientos dañados antes de que una máquina entera se estropee, lo que hace que la necesidad de tener rodamientos de repuesto en los estantes sea prácticamente obsoleta.
Cuando necesite almacenar rodamientos en sus instalaciones y colocarlos en estantes, asegúrese de almacenarlos activamente. Esto se puede lograr rotándolos o girándolos con frecuencia.

Conclusión

Los rodamientos son generalmente muy fiables y tienen una larga vida útil en condiciones normales de funcionamiento, incluso en las condiciones más severas. Cuando un rodamiento falla prematuramente, normalmente se debe a causas evitables. Por esta razón, es crucial poder identificar las causas raíces para prevenir fallas futuras a través de acciones preventivas y los problemas consiguientes. Diagnosticar y solucionar con precisión las fallas de los rodamientos para abordar los problemas de manera temprana ayudará a prevenir fallas repetidas y otros puntos débiles que su instalación pueda experimentar, como una menor eficiencia operativa, un mayor tiempo de inactividad y una pérdida de ingresos. Como uno de los principales fabricantes de rodamientos en China, AUB se compromete a proporcionar rodamientos auténticos y de alta calidad para satisfacer las expectativas de los clientes. Si busca un fabricante de rodamientos confiable, puede intentar establecer una relación de cooperación con AUB.

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