El departamento de Energía de EE. UU establece que los rodamientos del motor son responsables del 67% de todas las fallas del motor.
¿Por qué son importantes los rodamientos del motor?
Son fundamentales para el funcionamiento eficiente y la longevidad de un motor eléctrico. Los rodamientos sostienen y ubican el rotor, aseguran un espacio de aire pequeño y consistente entre el rotor y el estator, y transfieren la carga del eje al bastidor. Sin rodamientos, el motor pierde eficiencia y potencia y aumenta la fricción y la vibración. No es sorprendente que cuando los rodamientos fallan, aumenta la resistencia, aumenta el calor y reduce la eficiencia.
Causas de la falla de los rodamientos
Lubricación inadecuada: según un artículo de Reliable Plant, el 80% de las fallas de los rodamientos son el resultado de fallas de lubricación. Eso es mucha responsabilidad por un poco de grasa. Se deben lubricar los rodamientos adecuadamente con el tipo correcto de lubricante y vigilar la temperatura del motor, ya que las altas temperaturas degradan el lubricante.
Desalineación: esto puede resultar engañoso, ya que un motor y una carga que están alineados cuando se apagan pueden estar desalineados cuando el funcionamiento normal aumenta la temperatura. Se debe prestar atención a los “pies cojos” (es un contacto inadecuado entre la carcasa de la máquina y la placa base y es una de las principales causas de problemas de alineación).
Instalación incorrecta: hay muchas formas de ajustar el rodamiento, incluido el montaje de los rodamientos del eje aplicando presión a la pista exterior, montaje de los rodamientos en una carcasa aplicando presión al aro interior, ajustes sueltos, ajustes apretados, entre otros.
Daño eléctrico: el paso de corriente eléctrica de un anillo a otro a través de la bola, incluso con corrientes bajas, puede provocar daños en los rodamientos inducidos eléctricamente con el tiempo. La alta corriente de un evento de arco provoca la descamación del material de la superficie y el temple o la fusión y el endurecimiento de la pista de rodadura, lo que forma cráteres en la pista de rodadura y daña los elementos rodantes. Incluso si el arco eléctrico deja el rodamiento intacto, las altas temperaturas arruinan el lubricante, lo que daña el rodamiento.
Sobrecarga: siempre que un rodamiento opera más allá de la capacidad nominal de temperatura, velocidad o carga, se produce una sobrecarga. Esto podría deberse a demandas de producción, errores del operador o estándares de fabricación más bajos. Sin embargo, no te quites demasiada carga. Los rodamientos necesitan una carga mínima para funcionar correctamente, particularmente los rodamientos de rodillos cilíndricos que están diseñados para cargas más pesadas. La excepción son los rodamientos precargados.
Calentamiento excesivo: los rodamientos tienen diferentes espacios para permitir la expansión térmica durante el funcionamiento, por lo que es importante seleccionar el rodamiento correcto para la aplicación.
Contaminación: se debe tener cuidado con la humedad (ya sea de ambientes húmedos o cambios de temperatura que causan condensación), lubricantes de mala calidad, ácido, polvo y suciedad. Todos provocan corrosión.
Buscar patrones de fallas
La falla de los rodamientos rara vez es simple. Lo que parece ser la causa en el primer examen puede no ser lo que lo inició todo, por lo que un análisis de la causa raíz es una forma importante de evitar que los problemas vuelvan a ocurrir.
Afortunadamente, el culpable deja pruebas. Cada uno de los eventos que conducen a la falla del rodamiento tiene un patrón de daño único, y un investigador capacitado puede usar pistas como abolladuras, grietas, fragmentos de metal, residuos, ranuras, marcas y trayectorias de desgaste y pistas como ruido, color, forma, orientación. , temperatura y vibración para identificar al agresor.
Lista de verificación de fallas de rodamientos
Patrón: elementos rodantes de color marrón o azul, seguidos de un desgaste excesivo de los componentes del rodamiento.
Causa: problema de lubricación.
Solución: Engrasar los rodamientos del motor de acuerdo con las especificaciones del fabricante, ni más ni menos. No mezclar lubricantes ya que algunos son incompatibles. No permitir que el motor se caliente demasiado, ya que esto destruye los lubricantes. No lubricar los rodamientos sellados.
Patrón: vibración de elementos rodantes y pistas de rodadura dañados, óxido.
Causa: almacenamiento o manipulación inadecuados.
Solución: almacenar los rodamientos en un ambiente con clima controlado. Mantenerlos cubiertos en todo momento con su envoltorio anticorrosivo antes de la instalación. Minimizar la cantidad de tiempo que se almacenarán los rodamientos.
Patrón: abolladuras, desgaste, anillos agrietados, altas temperaturas de funcionamiento.
Causa: montaje incorrecto (verdadero brote).
Solución: montar rodamientos correctamente, de acuerdo con las recomendaciones del OEM. En la mayoría de los casos, eso significa montar rodamientos con un ajuste a presión en el anillo giratorio.
Patrón: trayectoria de desgaste que no es paralela a los bordes de la pista de rodadura del anillo no giratorio.
Causa: desalineación.
Solución: utilizar contratuercas de grado de precisión. Estar atentos a ejes doblados y hombros de eje fuera de escuadra, espaciadores y tuercas de sujeción. Verificar la alineación cada 2000 horas de funcionamiento. Apretar en cruz los pernos de sujeción de su motor.
Patrón: marcas de desgaste elípticas en cada posición de la bola.
Causa: brinelling falso.
Solución: eliminar las vibraciones innecesarias cuando el motor esté inactivo. Utilizar lubricantes antidesgaste.
Patrón: aumento de la vibración, marcas de color rojo pardusco en los componentes del rodamiento.
Causa: corrosión.
Solución: utilizar rodamientos de acero inoxidable o sellados integralmente. En entornos particularmente hostiles, usar sellos externos.
Patrón: marcas marrones que corren paralelas al eje en la pista de rodadura (también conocidas como estrías).
Causa: daño eléctrico.
Solución: conectar a tierra correctamente el motor o utilizar rodamientos aislados o híbridos.
Patrón: aumento de la vibración y el ruido, grietas en las superficies de rodadura, escamas de metal en el aro interior, el aro exterior y las bolas.
Causa: fatiga (también conocida como astillamiento).
Solución: instalar controles de sobrecarga o utilizar un rodamiento diferente si la causa es una sobrecarga. Si la causa es apretada, instalar de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
Patrón: sangrado de grasa (también conocido como purga), residuo seco “jabonoso”, decoloración de los componentes del rodamiento (los colores van del dorado al azul), malformación.
Causa: sobrecalentamiento.
Solución: agregar enfriamiento adicional, controles térmicos y rutas de calor. Si el motivo del sobrecalentamiento es una sobrecarga, instalar controles de sobrecarga o seleccionar un rodamiento que pueda soportar la carga.
Patrón: sobrecalentamiento, una grieta en el aro interior o una trayectoria de desgaste significativa de la bola en la parte inferior de la pista de rodadura.
Causa: ajuste apretado.
Solución: instalar los rodamientos de acuerdo con las instrucciones del fabricante para un ajuste adecuado.
Patrón: desgaste alrededor de la circunferencia, presencia de partículas finas de metal marrón.
Causa: ajuste holgado.
Solución: seguir las instrucciones para la instalación de los rodamientos y verificar que encajen correctamente.
Patrón: banda de desgaste ranurada similar a la lucha apretada.
Causa: carga inversa.
Solución: si se están utilizando rodamientos de contacto angular, instalarlos de modo que el empuje esté en la cara ancha del anillo exterior y en la cara opuesta del anillo interior.
Patrón: área astillada en la trayectoria de la pelota.
Causa: carga excesiva.
Solución: reducir la carga o cambiar los rodamientos por otros de mayor capacidad.
Patrón: abolladuras de bolas y pistas de rodadura.
Causa: contaminación.
Solución: mantener limpias las áreas de trabajo, filtrar el lubricante y proteger los rodamientos en todo momento de la suciedad, el polvo y otros contaminantes. Eso significa mantener las herramientas y las manos limpias. Elegir el sello de rodamiento adecuado para la aplicación.
Si está pensando que hay muchas cosas que pueden salir mal con los rodamientos del motor, está en lo cierto. Afortunadamente, hay una única acción que puede tomar para extender la vida útil de sus rodamientos y, como resultado, sus motores eléctricos: implementar un buen programa de mantenimiento preventivo.
Fuente: https://www.dukeelectric.com/blog/bearing-failure-checklist/
