Comprensión de los defectos de la transmisión por correa
Defectos en la transmisión por correa son los problemas que surgen en los sistemas de transmisión de potencia por correa: desgaste, daños o deterioro de la correa; tensión incorrecta de la correa; desalineación de las poleas; desgaste de las poleas o excentricidad; y la resonancia. Cada uno de ellos imprime un sello característico vibración la firma en la máquina a frecuencias vinculadas a la velocidad de la correa, las velocidades de rotación de las poleas y el número de correas —lo que permite identificarlas a través de análisis de vibraciones.
Las transmisiones por correa son sencillas y económicas en comparación con el acoplamiento directo o los engranajes, pero esa simplicidad conlleva su propio conjunto de fuentes de vibración y modos de fallo. Comprenderlos es esencial para un diagnóstico eficaz de la maquinaria, sobre todo porque un fallo en la correa de un conjunto accionado por motor puede confundirse fácilmente con un problema en el motor o en la máquina accionada si el analista desconoce las frecuencias propias de la correa.
1. Fallos habituales en las transmisiones por correa
Desalineación de la correa
Poleas que no están paralelas o una correa que no está centrada en sus ranuras:
- Síntoma: alta vibración axial, en paralelo al eje.
- Frecuencia: principalmente el doble de la velocidad del eje de las poleas.
- Imagen: La correa se desplaza hacia un lado de las poleas, lo que provoca un desgaste desigual.
- Causas: poleas desalineadas, una eje doblado, o la distorsión de la imagen.
- Efectos: Desgaste acelerado de la correa, cargas laterales en los cojinetes, reducción de la vida útil de la correa
Tensión incorrecta de la correa
Tanto una tensión insuficiente como una tensión excesiva causan problemas, aunque de formas opuestas.
- Insuficiente (demasiado flojo): deslizamiento de la correa, vibraciones de baja frecuencia y chirridos. El deslizamiento se manifiesta de forma variable, subsincrónico componentes, con pérdida de potencia, calentamiento y deslumbramiento de la correa, variación de la velocidad y holgura visible entre las poleas.
- Excesivo (demasiado apretado): Las elevadas cargas sobre los rodamientos y las vibraciones intensas a las frecuencias del eje provocan un desgaste acelerado de los rodamientos, la flexión del eje y la rotura de las cordas de la correa. El indicio revelador durante la inspección es una flexión insuficiente al presionar la correa.
Desgaste y deterioro de la correa
- Desgaste superficial: superficies lisas y pulidas de la correa que ya no se adhieren.
- Agrietamiento: Grietas superficiales por envejecimiento, flexión y exposición ambiental.
- Deterioro del cable: deterioro del refuerzo interno.
- Daños en los flancos: desgaste por desalineación o por el contacto con el borde de la polea.
- Vibración: un aumento gradual de los niveles generales, con un comportamiento irregular de una serie a otra.
Resonancia del cinturón
- La luz de la correa se comporta como una cuerda vibrante con sus propias frecuencias naturales.
- La excitación a velocidad de marcha puede provocar eso resonancia.
- El resultado es una oscilación o un aleteo visible de la correa.
- El ruido y las vibraciones se producen a la frecuencia natural de la correa, que suele estar entre 5 y 50 Hz.
- La solución consiste en ajustar la tensión de la correa (lo que modifica la frecuencia natural) o añadir una polea tensora.
Defectos de la polea
- Polea excéntrica: produce una vibración de 1× mediante la variación cíclica de la tensión de la correa.
- Surcos desgastados: el cinturón no se ajusta correctamente, con un contacto desigual.
- Polea dañada: rayaduras, abolladuras o corrosión en la superficie de trabajo.
- Polea doblada: se tambalea, lo que provoca una variación cíclica de la tensión de la correa.
2. Frecuencias de vibración características
La clave para el diagnóstico de las transmisiones por correa es que sus fallos se producen a frecuencias que pueden predecirse a partir de la geometría y, lo que es más importante, la frecuencia de paso de la correa suele ser subsincrónica, es decir, inferior a la velocidad del eje.
Frecuencia de paso de la correa (BPF)
La frecuencia con la que un punto determinado de la cinta pasa por un lugar fijo:
- Cálculo: BPF = velocidad de la cinta (m/s) ÷ longitud de la cinta (m).
- Forma alternativa: BPF = (π × D × RPM) ÷ (60 × longitud de la correa).
- Valores típicos: 1–20 Hz para la mayoría de las transmisiones por correa industriales.
- Uso diagnóstico: Los defectos del cinturón provocan picos en el BPF y su armonía. Dado que un fallo en la correa pasa por cada polea una vez por cada revolución de la correa, el armónico 2× BPF suele ser el más intenso.
Calcular estas frecuencias a mano conlleva un alto riesgo de cometer errores; nuestro Calculadora de frecuencia de defectos de transmisión por correa convierte directamente los diámetros de las poleas, la velocidad y la longitud de la correa en las frecuencias de la BPF y de las poleas que hay que buscar en el espectro.
Frecuencias de cinturón múltiples
En el caso de las transmisiones de varias correas, habituales en los sistemas de correas trapezoidales:
- Cada correa tiene una longitud efectiva ligeramente diferente.
- Las pequeñas diferencias de velocidad dan lugar a frecuencias de batido.
- Esto se manifiesta como una modulación de amplitud de baja frecuencia, con batidos de entre 1 y 5 Hz.
- Es normal que las transmisiones con varias correas presenten cierto grado de oscilación, pero una oscilación pronunciada indica que las correas no están bien acopladas.
Frecuencias de polea
- Velocidad de rotación de la polea: un componente de 1× para cada polea.
- Número de ranuras: Algunos diseños muestran un pico en la relación entre las ranuras y las revoluciones por minuto.
- Polea excéntrica: una componente de 1× a la velocidad del propio eje de esa polea.
3. Detección y diagnóstico
Análisis de vibraciones
- Análisis espectral: Busca picos en la respuesta de frecuencia de banda ancha (BPF), las velocidades de los ejes y sus armónicos.
- Medidas axiales: Una vibración axial elevada indica una desalineación.
- Vibración de los rodamientos: Compare los cojinetes del motor y del equipo accionado para localizar el origen del problema.
- Frecuencias de batido: La modulación de baja frecuencia revela que las correas de un conjunto de varias correas no están sincronizadas.
Inspección visual
- Estado del cinturón: Comprueba si hay grietas, marcas de quemaduras, deshilachamientos o trozos que falten.
- Patrones de desgaste: Un desgaste irregular indica un problema de alineación o de tensión.
- Seguimiento del cinturón: Comprueba que la correa se mantenga centrada en sus ranuras.
- Estado de la polea: Compruebe si las ranuras presentan desgaste, daños o acumulaciones.
- Alineación: Comprueba la alineación de la polea con una regla o un nivel láser.
Medición de tensión
- Método de deflexión: Presione la correa en el punto medio de su longitud y mida la deformación (una regla general es de 1/64 de pulgada por cada pulgada de longitud).
- Tensiómetro: un instrumento especializado que mide la frecuencia o la fuerza de una correa.
- Especificaciones del fabricante: Compara el resultado con la tensión recomendada.
4. Dónde encaja el Balanset-1A
Las transmisiones por correa suelen estar relacionadas precisamente con los fallos que se buscan con un analizador portátil, y distinguirlos es la mitad del trabajo de diagnóstico. Un instrumento de campo de dos canales como el Balanset-1A capta la amplitud y fase de cada componente y resuelve el FFT espectro, de modo que los picos subsincrónicos del paso de la correa se puedan separar claramente del 1× desequilibrar de las poleas y el doble de cualquier desalineación. Una vez descartada la posibilidad de un fallo en la correa o la polea, se utiliza el mismo instrumento para equilibrio del campo una polea descentrada o desequilibrada instalada: medir, corregir y verificar la desequilibrio residual sin desconectar la unidad del servicio.
5. Problemas habituales y soluciones
- Deslizamiento de la correa: chirridos, variaciones de velocidad, calentamiento y deslizamiento —provocados por una tensión insuficiente, una correa desgastada, la presencia de aceite o una sobrecarga—. Para solucionarlo, aumenta la tensión, sustituye la correa, limpia las poleas o reduce la carga.
- Desgaste prematuro de la correa: provocados por una desalineación, una tensión incorrecta, factores ambientales o el desgaste de las poleas. Solucione estos problemas mediante una alineación precisa, una tensión adecuada, la sustitución de las poleas y la protección frente a las condiciones ambientales.
- Vibración excesiva: debido a la resonancia de la correa, poleas excéntricas, correas desgastadas o desalineación. Instale guías o poleas tensoras, sustituya las poleas, vuelva a alinear el sistema o sustituya las correas.
- Funcionamiento ruidoso: provocados por correas desgastadas o deslizantes, desalineación o resonancia — se solucionan sustituyendo las correas, alineando las poleas, ajustando la tensión o añadiendo amortiguación.
6. Mantenimiento preventivo
Inspecciones regulares
- Revisiones visuales del estado de la correa, mensualmente.
- Comprobación de la tensión, trimestralmente o según las indicaciones del fabricante.
- Comprobación de la alineación, una vez al año o tras cada sustitución de la correa.
- Inspección del desgaste de las poleas durante los cambios de correa.
Prácticas de reemplazo de correas
- Conjuntos emparejados: Sustituya todas las correas de una transmisión de correas múltiples al mismo tiempo.
- Selección adecuada: Utilice el tipo y el tamaño de correa adecuados para la aplicación.
- Alinear primero: Compruebe la alineación de las poleas antes de colocar las correas nuevas.
- Tensado adecuado: Siga las instrucciones del fabricante.
- Período de rodaje: Compruebe de nuevo y ajuste la tensión tras las primeras 24-48 horas de funcionamiento.
7. Ventajas y limitaciones
Entender cuáles son los puntos fuertes y débiles de una transmisión por correa permite poner sus defectos en perspectiva.
- Ventajas: aislamiento de vibraciones (la flexibilidad de la correa absorbe los golpes), protección contra sobrecargas (la correa se desliza en lugar de romper los componentes), relaciones de transmisión ajustables (cambiando el tamaño de las poleas), economía y sencillez, y funcionamiento silencioso cuando está en buen estado.
- Limitaciones: una vida útil limitada que requiere una sustitución periódica, pérdidas de eficiencia debidas al deslizamiento (normalmente entre el 2 % y el 5 %), tensiones que imponen cargas laterales a los cojinetes, idoneidad solo para potencias moderadas y sensibilidad a la alineación y al entorno.
Los fallos en la transmisión por correa, aunque por lo general son menos graves que cojinete o fallos en los engranajes, siguen teniendo un impacto real en la fiabilidad, la eficiencia y el ruido de los equipos. Conocer las frecuencias específicas de la correa y los modos de fallo permite al equipo de mantenimiento realizar un seguimiento eficaz e intervenir a tiempo, lo que maximiza la vida útil de la correa y evita los fallos inesperados que dejan inoperativa la maquinaria accionada por correa.
