Comprensión del desgaste de los rodamientos
Definición: ¿Qué es el desgaste del rodamiento?
Desgaste de los cojinetes Es la pérdida progresiva de material de las superficies de los rodamientos (pistas, elementos rodantes y jaula) mediante procesos mecánicos como la abrasión, la adhesión, la corrosión o la fatiga superficial. A diferencia de las fallas repentinas por desconchado por fatiga, el desgaste de los rodamientos es un proceso de degradación gradual que aumenta. holgura de los cojinetes, reduce la precisión y, en última instancia, conduce a una falla funcional cuando las holguras se vuelven excesivas o el daño superficial se vuelve grave.
El desgaste de los rodamientos se detecta mediante vibración Monitoreo (aumento del contenido de alta frecuencia y niveles generales), monitoreo de temperatura (cambios en la fricción) e inspección física (patrones de desgaste visibles, mayor holgura). Comprender los mecanismos de desgaste permite una selección adecuada de rodamientos, prácticas de lubricación y estrategias de mantenimiento.
Mecanismos de desgaste de los rodamientos
1. Desgaste abrasivo
El mecanismo de desgaste más común en rodamientos industriales:
- Causa: Partículas duras (suciedad, virutas de metal, residuos de desgaste) que entran en el rodamiento
- Proceso: Las partículas atrapadas entre los elementos rodantes y las pistas actúan como un compuesto de molienda.
- Resultado: Material extraído de superficies más blandas (normalmente pistas), creando ranuras o pistas de desgaste pulidas
- Tasa: Proporcional al nivel de contaminación y dureza de las partículas
- Prevención: Prácticas efectivas de sellado, filtración y montaje limpio.
2. Desgaste del adhesivo (rayaduras)
Se produce en condiciones de lubricación límite o contacto seco:
- Causa: Lubricación inadecuada que permite el contacto de metal con metal
- Proceso: Soldadura microscópica y desgarro en los puntos de contacto
- Resultado: Superficies rugosas y descoloridas; transferencia de material entre pistas y elementos rodantes
- Progresión: Puede escalar rápidamente una vez iniciado
- Prevención: Cantidad y calidad de lubricación adecuadas
3. Desgaste por desgaste (falso Brinelling)
Se produce en cojinetes fijos u oscilantes:
- Causa: Movimiento oscilatorio de pequeña amplitud mientras el rodamiento no gira (vibración durante el transporte o almacenamiento)
- Proceso: El microdeslizamiento entre los elementos rodantes y las pistas crea residuos de óxido
- Resultado: Depósitos de color marrón rojizo en zonas de contacto, depresiones poco profundas
- Visual: Aspecto similar al brinelling verdadero pero sin deformación permanente
- Prevención: Aislamiento de vibraciones durante el almacenamiento/transporte, ligera rotación del cojinete o precarga adecuada
4. Desgaste corrosivo
- Causa: Humedad, productos químicos o entornos agresivos.
- Proceso: Ataque químico que crea picaduras y rugosidad superficial.
- Resultado: Depósitos de color óxido, superficies rugosas, pérdida de material.
- Común en: Procesamiento de alimentos, entornos marinos, plantas químicas.
- Prevención: Cojinetes resistentes a la corrosión, sellado eficaz, selección adecuada de lubricante
5. Desgaste erosivo
- Causa: Flujo de fluidos de alta velocidad que transporta partículas
- Común en: Lubricantes contaminados con sistemas de circulación
- Resultado: Superficies erosionadas suavemente, eliminación de material.
- Prevención: Filtración, lubricantes limpios, diseño adecuado de sellos.
Síntomas de vibración del desgaste de los rodamientos
Cambios graduales
El desgaste produce cambios de vibración progresivos característicos:
- Aumento del nivel general: La vibración RMS total aumenta gradualmente
- Contenido de alta frecuencia: Más energía en el rango de alta frecuencia (> 1000 Hz)
- Ruido de banda ancha: Nivel de ruido elevado en todo el espectro
- Múltiples picos pequeños: En lugar de una única frecuencia de defecto dominante
- Pérdida de seguimiento: El pico 1× puede volverse menos prominente en relación con las frecuencias más altas
Cómo distinguir el desgaste de los defectos
| Característica | Defecto localizado (desconchado) | Ropa general |
|---|---|---|
| Frecuencias de falla | Picos claros de BPFO, BPFI y BSF | No hay frecuencias de defectos claras |
| Apariencia del espectro | Picos discretos con armónicos | Piso de ruido amplio y elevado |
| Progresión | Crecimiento de amplitud exponencial | Aumento lineal gradual |
| Análisis de envolvente | Respuesta fuerte, picos claros | Aumento moderado de la banda ancha |
| Tiempo de fracaso | Semanas a meses una vez detectado | Meses a años de degradación gradual |
Métodos de detección
Monitoreo de vibraciones
- Tendencia de los niveles generales de RMS a lo largo del tiempo
- Monitor de aceleración de alta frecuencia (HFD – Indicador de defecto de alta frecuencia)
- Factor de cresta Puede permanecer relativamente normal (a diferencia del desconchado, donde aumenta).
- Curtosis No muestra cambios dramáticos (desgaste distribuido vs. impactos discretos)
Monitoreo de temperatura
- Tendencia de la temperatura del rodamiento
- El desgaste a menudo provoca un aumento de temperatura debido a una mayor fricción.
- El aumento gradual (2-5 °C/año) indica un desgaste progresivo
- Los saltos repentinos sugieren una transición a daños más severos
Monitoreo por ultrasonido
- Las emisiones ultrasónicas aumentan con la rugosidad de la superficie.
- Eficaz para detectar el desgaste en etapa temprana
- Instrumentos de ultrasonidos portátiles para inspecciones basadas en ruta
Análisis de aceite
- Residuos de desgaste en muestras de aceite
- Conteo y análisis de partículas
- Ferrografía que muestra las características de las partículas de desgaste
- El aumento de la concentración de partículas indica un desgaste progresivo.
Causas y factores contribuyentes
Relacionado con la lubricación
- Cantidad inadecuada de lubricante (falta de lubricante)
- Viscosidad de lubricante incorrecta para las condiciones de funcionamiento
- Lubricante contaminado (partículas, agua, productos químicos)
- Lubricante degradado (oxidación, pérdida de aditivos)
- Intervalos de relubricación inadecuados
Condiciones de funcionamiento
- Cargas excesivas en los cojinetes (estáticas o dinámicas)
- Altas temperaturas de funcionamiento
- Ambiente contaminado
- Sellado inadecuado que permite la entrada de partículas
- Vibración de fuentes externas (equipos cercanos)
Instalación y mantenimiento
- Instalación incorrecta que provoca desalineación
- Selección incorrecta del juego del cojinete
- Contaminación durante la instalación
- Sellos dañados que permiten la entrada de contaminación
Prevención y prolongación de la vida
Mejores prácticas de lubricación
- Utilice el tipo y grado de lubricante correctos para la aplicación.
- Mantenga el nivel adecuado de lubricante (ni demasiado ni muy poco)
- Establecer intervalos de relubricación adecuados
- Monitorear el estado del lubricante, reemplazarlo cuando se degrade
- Utilice prácticas limpias durante la lubricación
Control de la contaminación
- Sellado eficaz para evitar la entrada de partículas.
- Prácticas de instalación limpias
- Sistemas de lubricación filtrada cuando corresponda
- Controles ambientales (recintos, presión positiva)
- Inspección periódica y sustitución de sellos
Gestión de las condiciones operativas
- Operar dentro de los límites de diseño del rodamiento (carga, velocidad, temperatura)
- Mantener una buena balance para minimizar las cargas dinámicas
- Garantizar la precisión alineación para evitar la carga en los bordes
- Controlar las temperaturas de funcionamiento mediante refrigeración si es necesario
El desgaste de los rodamientos, si bien es gradual y menos drástico que las fallas repentinas por desconchado, representa una parte significativa del deterioro de los rodamientos en el servicio industrial. Una lubricación adecuada, el control de la contaminación y la monitorización del estado permiten la detección temprana y el reemplazo planificado de los rodamientos antes de que el desgaste progrese hasta convertirse en un fallo funcional, optimizando así la fiabilidad del equipo y los costes de mantenimiento.
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