Predicción del grado de severidad del deterioro de los rodamientos

Cuando realicemos un diagnóstico espectral de un problema en un rodamiento debemos tener en cuenta las consideraciones siguientes:

  • Los fallos más frecuentes de los componentes de un rodamiento se suelen dar en el orden siguiente: pista exterior, pista interior, elementos rodantes y finalmente en la jaula. Esto ocurre siempre y cuando el rodamiento haya sido correctamente montado.
  • Es realmente importante saber si el rodamiento tiene un defecto en la pista interior o en la pista exterior. La importancia de la localización del tipo de defecto se encuentra en la necesidad de saber cual es la vida útil que le queda al rodamiento. De ahí la importancia de conocer si el defecto se está produciendo en la pista interior o en la exterior, ya que los rodamientos con defectos en la pista exterior tienen generalmente una mayor duración que rodamientos con defectos en la pista interior.
  • Defectos idénticos en las dos pistas de rodadura de un mismo rodamiento se caracterizan porque las amplitudes de las frecuencias de defecto de la pista interior serán menores que las amplitudes de las frecuencias de defecto en la pista exterior. La razón está basada en la propia construcción del rodamiento y en la trayectoria que recorre la vibración hasta llegar al sensor. Si colocamos el sensor en la zona de carga del rodamiento, donde ocurren la mayoría de los defectos de la pista exterior, la transmisión al sensor se produce a través de la pista exterior y la cajera. Esta es una trayectoria de transmisión que proporciona una indicación fiable de la vibración debida al defecto. Si el defecto está localizado en una zona de la pista interior, que es la que gira en la mayoría de los casos, la energía de la vibración se transmite en este caso desde la pista interior al sensor a través de las bolas o rodillos, la jaula, la pista exterior y la cajera, por lo que, la transmisión es normalmente más pobre. Además, hay que añadir el hecho que la pista interior se está moviendo y se encuentra a menudo fuera de la zona de carga, por lo que, la amplitud de los impactos es significativamente inferior. Es importante asegurarse de que el muestreo de datos de cada medida tarde, por lo menos, el tiempo de una revolución del eje, ya que si los datos se toman muy rápidamente puede ocurrir que no se almacene la señal fuerte de la onda producida al pasar el defecto por la zona de carga, factor a tener en cuenta cuando se utiliza la onda en el tiempo para el diagnóstico de defectos en rodamientos.
  • La lecturas de vibración a alta frecuencia son el primer indicador del inicio de deterioro de un rodamiento, ya que los impactos de un pequeño defecto suelen excitar las frecuencias naturales de las pistas de rodadura (a alta frecuencia). Estas medidas se realizan en unidades de aceleración en la banda comprendida entre 1 y 20 kHz.
  • En fases iniciales de deterioro de pistas de un rodamiento suelen aparecer, en los espectros, los armónicos a altas frecuencias con bajas amplitudes. Su identificación nos permitirá conocer la etapa inicial de deterioro de un rodamiento y poder realizar un seguimiento de su evolución, permitiéndonos planificar su cambio con la suficiente antelación. A medida que el daño progresa aumentarán las amplitudes de las frecuencias de fallo localizadas inicialmente y aparecerán armónicos intermedios de dichas frecuencias de fallo, hasta que en una etapa final, de máxima severidad del daño, aparecerán claramente los primeros armónicos de las frecuencias de fallo.
  • La aparición de otras frecuencias de fallo del rodamiento indicará una mayor severidad del defecto.
  • Las frecuencias de deterioro en pistas de un rodamiento suelen ir acompañadas por bandas laterales cuya diferencia de frecuencia con respecto a las fundamentales coinciden con la frecuencia de giro. Otra frecuencia que puede modular las frecuencias de deterioro en pista de un rodamiento es la FTF o frecuencia de deterioro de las jaulas del rodamiento, indicando un mayor deterioro del rodamiento. El aumento del número y amplitud de estas bandas laterales indicará la progresión del daño.
  • Cuando hay deterioros importantes del rodamiento pueden desaparecer frecuencias individuales y aparecer bandas anchas de energía que suelen indicar cambios en la geometría del rodamiento.
  • Si la lubricación no es la adecuada, se acelerará el deterioro del rodamiento, por lo que, es conveniente cuando se localiza el daño, engrasar el rodamiento adecuadamente para tratar de prolongar su vida.
  • El análisis de la onda en el tiempo puede ayudarnos a la hora de emitir un diagnóstico del estado del rodamiento. Para rodamientos muy deteriorados se caracterizará por presentar elevados impactos en aceleración y una diferencia de frecuencia entre crestas próximas que coinciden aproximadamente con la frecuencia de giro.
  • ¿Cómo influye la velocidad de giro en la progresión del deterioro de un rodamiento?. Está demostrado que para velocidades de giro de 50 Hz o superiores se acelera la degradación considerablemente, mientras que para velocidades por debajo de 5 Hz la progresión del defecto es muy lenta pudiendo prolongarse durante varios meses.

 

El desarrollo de casos históricos nos ayudará bastante a la hora de determinar la severidad en casos futuros. Por ejemplo, si se identifica un defecto en un rodamiento y se predice una duración de tres semanas será una excelente oportunidad para comparar el fallo con los datos de vibración obtenidos. Si el defecto es muy grave, la próxima vez que los niveles alcancen los obtenidos en la última lectura sabremos que el daño es muy severo. Si, por otro lado, se cambia un rodamiento y presenta un desconchado regular sabremos que si en el futuro el rodamiento presenta las mismas características todavía podrá seguir trabajando durante más tiempo. Aunque las máquinas no sean idénticas, es posible extrapolar los resultados de rodamientos similares, teniendo en cuenta algunas pequeñas diferencias de comportamiento.


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