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¿Cuándo es necesario reemplazar los rodamientos?
Según estadísticas incompletas, cada año se fabrican aproximadamente 10 mil millones de rodamientos en todo el mundo. De hecho, sólo un pequeño porcentaje de los rodamientos en uso fallarán y la mayoría de los rodamientos (aproximadamente el 90%) durarán más que los intervalos de mantenimiento del equipo en el que están instalados. Por razones de seguridad (prevención), algunos rodamientos (9.5%) se reemplazan antes de fallar, y aproximadamente el 0.5% de los rodamientos se reemplazan después de un daño o falla, lo que significa que aproximadamente 50 millones de rodamientos se reemplazan cada año debido a daños y fallas. Falló y fue reemplazado.
Los efectos de una falla en los rodamientos pueden variar desde menores hasta completamente catastróficos, causando daños irreparables a la maquinaria circundante. Ninguna empresa está dispuesta a asumir el costo de una falla en los rodamientos si se puede evitar. Por eso es importante poder reconocer las señales de advertencia de falla de un rodamiento para poder identificarlo y reemplazarlo rápidamente antes de que ocurra.
Señales de advertencia de falla en los rodamientos
Aquí hay cinco señales de advertencia de falla de un rodamiento que debe tener en cuenta y que indican que es hora de reemplazar un rodamiento antes de que falle.
lubricante
El 36% de las fallas en los rodamientos se atribuyen a problemas de lubricación, y se sabe que el uso del tipo o cantidad de lubricante incorrecto provoca fallas en los rodamientos. La contaminación también puede ocurrir durante el proceso de relubricación cuando partículas extrañas se atascan en el extremo de la pistola engrasadora y entran en el rodamiento.
Diferentes condiciones de funcionamiento requieren diferentes lubricantes, diferentes intervalos de relubricación y diferentes intervalos de cambio de lubricante. Por lo tanto, no se trata sólo de utilizar el lubricante adecuado, sino también de la cantidad adecuada de lubricante, de la forma adecuada y en el momento adecuado. Si descubre que se ha utilizado el tipo incorrecto de grasa en un rodamiento, probablemente se haya producido una falla. Del mismo modo, si un rodamiento funciona en seco debido a la falta de lubricación, o si hay fugas de grasa a través de un sello debido a una lubricación excesiva, lo más probable es que se haya producido un daño en el rodamiento. Añadir grasa a los rodamientos que tienen problemas de lubricación parece una buena solución. De hecho, sólo enmascara el problema. Debe utilizar datos como la temperatura y la vibración para determinar la gravedad del problema y reemplazar el rodamiento antes de que cause una falla catastrófica.
Por ejemplo, en la industria de la pulpa y el papel, las principales causas de fallas en los rodamientos son la contaminación y la lubricación insuficiente, no la fatiga. Cada fallo produce una huella de daño especial, que se denomina “huella”. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, la causa raíz del daño se puede identificar inspeccionando cuidadosamente el rodamiento dañado. Dependiendo de la causa del daño, se pueden tomar medidas correctivas para evitar que el problema vuelva a ocurrir.
El propósito de un sello o escudo es evitar que el lubricante salga del rodamiento y que entren contaminantes. Si el sello o el protector fallan, puede provocar una falla prematura del rodamiento. ¿Cuándo se deben reemplazar los rodamientos? El tiempo desde el daño inicial (inicial) del rodamiento hasta su total inutilización puede variar mucho. En el funcionamiento a alta velocidad, esto puede ser sólo unos segundos, y en equipos grandes que funcionan a baja velocidad, puede tardar hasta varios meses. “¿Cuándo debo reemplazar mis rodamientos?” Esta pregunta se puede responder mejor mediante el monitoreo del estado de los rodamientos. Si los cojinetes dañados continúan funcionando sin inspección y no se reemplazan antes de que ocurra una falla catastrófica, pueden ocurrir daños secundarios al equipo y sus componentes. Además, una vez que un rodamiento falla catastróficamente, la causa raíz de la falla puede ser difícil o incluso imposible de determinar.
El 14% de las averías de los rodamientos se deben a la contaminación. El lavado a alta presión puede emulsionar la grasa, haciéndola ineficaz. Esto provoca el contacto de metal con metal dentro del rodamiento, generando calor y fricción. Los sellos ineficientes también pueden provocar contaminación por partículas que destruyen la grasa. Esta contaminación por partículas también puede ser abrasiva y causar daños a las superficies de las pistas de rodamiento. Si se da cuenta de que se ha producido contaminación dentro de un rodamiento, es aconsejable reemplazarlo lo antes posible. Lo más probable es que sea sólo cuestión de tiempo antes de que ya se haya producido una falla que cause más problemas con su máquina.
Tomemos como ejemplo la aplicación de fallas en el sello. Cuando las partículas contaminantes pasan a través del sello y entran en el rodamiento, serán aplastadas por los elementos rodantes y formarán muescas en la pista de rodadura. Las partículas más duras pueden formar hendiduras con bordes afilados. Posteriormente, el área alrededor de la muesca sufrirá tensiones cíclicas bajo el rodamiento normal de los elementos rodantes, provocando fatiga superficial y esta parte del metal comienza a separarse de la pista de rodadura. Este fenómeno se llama exfoliación. Una vez que se produce el desconchado, el daño aumenta hasta que el rodamiento queda inutilizable.
Vibración
La vibración es una señal segura de falla del rodamiento. Si la superficie de la pista de rodadura de un rodamiento se daña por el desgaste, los elementos rodantes (bolas o rodillos) rebotarán en la superficie de la pista de rodadura durante el funcionamiento, provocando vibraciones intensas. Si descubre que el rodamiento vibra repentinamente durante el funcionamiento, debe reemplazarlo. De lo contrario, es posible que descubra que una falla catastrófica está a la vuelta de la esquina, lo que resultará en un tiempo de inactividad excesivo y altos costos.
Demasiado ruido
Si su rodamiento hace ruido repentinamente durante el funcionamiento, es posible que esté defectuoso. Este ruido excesivo se produce cuando las pistas de rodadura de los rodamientos están dañadas, lo que hace que los elementos rodantes reboten o traqueteen durante la rotación. Si nota que los rodamientos hacen un ruido excesivo mientras están en funcionamiento, es necesario reemplazarlos lo antes posible. La falla ya se produjo dentro del rodamiento y la máquina puede fallar en cualquier momento.
La temperatura de funcionamiento del rodamiento es demasiado alta
Los elementos rodantes de un rodamiento se dañan al rodar sobre pistas sin lubricar, lo que provoca una fricción excesiva. La energía generada por esta fricción provoca un aumento de la temperatura del rodamiento. Cuanto más grave sea el daño, mayor será la temperatura debido al grado de fricción presente. Revisar periódicamente la temperatura de los rodamientos puede alertarle sobre una falla que debe abordarse lo antes posible. Es importante no solo reemplazar los rodamientos, sino también encontrar la causa raíz de la falla. Realizar un análisis eficaz de la causa raíz le permite tomar medidas de mitigación para evitar que los rodamientos corran la misma suerte en el futuro, mayores tiempos de inactividad y costos comerciales adicionales. Los sistemas de monitoreo de condición son una excelente manera de monitorear continuamente el estado de su máquina durante el funcionamiento, alertándole sobre posibles problemas. Esto le da tiempo para solucionar el problema y prevenir una falla.
Etapas de desarrollo del daño en los rodamientos.
La vida útil de los rodamientos se ha comprobado antes de su envío desde fábrica. Sin embargo, debido a los diferentes entornos o métodos de uso, la vida útil real puede variar. Algunos rodamientos presentan problemas antes de llegar al final de su vida útil y deben reemplazarse con antelación. Existen fórmulas matemáticas especiales para calcular la frecuencia de fallo de los rodamientos. Sin embargo, su cálculo en condiciones reales resulta complejo. El método más práctico es utilizar un software específico para obtenerla. Al introducir el modelo y la información del fabricante del rodamiento, se puede obtener la información correspondiente. En resumen, los precursores de la frecuencia de fallos se pueden analizar utilizando las siguientes condiciones:
etapa de ciernes
La primera etapa es la etapa de brotación cuando el rodamiento comienza a fallar. En este momento, la temperatura es normal, el ruido es normal y la velocidad y el espectro de vibración total son normales. Sin embargo, la energía máxima total y el espectro muestran signos que reflejan la etapa inicial de falla del rodamiento. En este momento, la frecuencia real de falla del rodamiento aparece en el segmento ultrasónico en el rango de aproximadamente 20-60 kHz.
Un poco ruidoso
En la segunda etapa, la temperatura se normaliza, el ruido aumenta ligeramente, la velocidad total de vibración aumenta ligeramente y el espectro de vibración no cambia significativamente, pero la energía pico aumenta considerablemente y el espectro se vuelve prominente. La frecuencia de falla del rodamiento en este momento se encuentra en un rango aproximado de 500 Hz a 2 kHz.
La temperatura es ligeramente alta y se escucha ruido.
En la tercera etapa, la temperatura aumenta ligeramente, se escucha ruido, la velocidad total de vibración aumenta considerablemente y la frecuencia de falla de los rodamientos, junto con sus armónicos y bandas laterales, se observa claramente en el espectro de velocidad de vibración. Además, el nivel de ruido en el espectro de velocidad de vibración aumenta significativamente. En comparación con la segunda etapa, la energía pico total aumenta y el espectro se vuelve prominente. La frecuencia de falla de los rodamientos en este momento se encuentra en un rango aproximado de 0 a 1 kHz. Se recomienda reemplazar los rodamientos al final de la tercera etapa, cuando se observen el desgaste visible a simple vista y otras características de falla de los rodamientos.
A medida que aumenta la temperatura, aumenta el ruido.
En la cuarta etapa, la temperatura aumenta significativamente, la intensidad del ruido cambia significativamente, la velocidad total de vibración y el desplazamiento de la vibración aumentan significativamente y la frecuencia de falla del rodamiento en el espectro de velocidad de vibración comienza a desaparecer y es reemplazada por una banda ancha aleatoria más grande de alta frecuencia. horizonte de ruido; La cantidad total de energía pico aumenta rápidamente y pueden ocurrir algunos cambios inestables. Nunca se debe permitir que los rodamientos funcionen en la cuarta etapa de desarrollo de fallas, de lo contrario pueden ocurrir daños catastróficos.
Conclusión
Según los resultados de la investigación, la vida útil completa de un rodamiento general comienza desde el momento en que se instala y se pone en uso. Durante el primer 80% de su vida útil el rodamiento es normal. Y luego, correspondiente al desarrollo de fallas en los rodamientos, su vida útil restante es de 10%~20%L10 en la primera etapa, 5%-10%L10 en la segunda etapa, 1%~5%L10 en la tercera etapa, y aproximadamente 1h o 1%L10.
Por lo tanto, al enfrentar problemas con los rodamientos en el trabajo real, considerando que la cuarta etapa del desarrollo de fallas presenta peligros repentinos impredecibles, se recomienda reemplazar el rodamiento al final de la tercera etapa para evitar la propagación de la falla y accidentes graves. Esto puede garantizar la vida útil del rodamiento tanto como sea posible. Dado que en este momento el rodamiento también ha presentado desgaste, daños en los componentes y otras características de falla visibles a simple vista, es convincente. En cuanto a la identificación de la tercera etapa del desarrollo de fallas del rodamiento, debe considerarse de manera integral basándose en las características teóricas anteriores, combinadas con la temperatura real, el ruido, el espectro de velocidad, el espectro de energía pico, la tendencia total de velocidad y energía pico, y la experiencia real.