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Tendencias típicas para el deterioro de los rodamientos a bajas RPM

German Araya Valenzuela
German Araya Valenzuela | Gerente Tecnico, CMS Online ltda

Durante las extensas pruebas de campo con rodamientos en bajas RPM, pudimos estudiar las tendencias durante largos períodos de tiempo las cuales presentan un patrón típico y común para toda la detección exitosa de daños en los rodamientos, se pudo observar que los síntomas en el espectro y las tendencias mostraron períodos claros de amplitudes crecientes ,seguidos de períodos de amplitudes decrecientes ,seguido de nuevo, por valores crecientes, en otras palabras hay periodos que es posible visualizar la presencia de síntomas de fallos y altos valores vibratorios y periodos que no es posible observarlos claramente, esto es especialmente  visible ,con técnicas de alta frecuencia como SPM,  envolventes F4, envolvente F3 , otros.

En la Ilustración 1 se observa lo mencionando anteriormente, esto plantea un desafío extra en la medición y detección de fallas de rodamientos de bajas RPM, ya que es posible que midamos en un periodo en el cual no existe actividad del síntoma especialmente en el caso de mediciones manuales (sistema portátil de medición) y obviamente no detectar el síntoma.

Ilustración 1: Se observan periodos activos y periodos inactivos de síntoma BPFO.

La pregunta que nos deberíamos hacer es porque ocurre esto en rodamientos de bajas RPM, la explicación física de este comportamiento se puede encontrar en la interfaz entre las pistas de rodadura y los elementos rodantes e implica ciencias como la mecánica de sólidos, termodinámica, química, tribología y fenómenos como piezoviscosidad, elastohidrodinamica, entre otras. En resumen cuando las superficies están sujetas extrema presión(EP) la película de lubricante que existe entre los elementos rodantes y las pistas del rodamiento se comporta como un sólido, esta genera deformación sobre los componentes, ahora cuando se forma una grieta o daño en el rodamiento en un principio ,las esquinas de estas son afiladas lo que genera fuertes impactos cuando el elemento rodante hace contacto con ellas, posteriormente la película de lubricante que actúa como solido genera deformaciones en las esquinas de las grietas y las redondea lo que hace que los impactos disminuyan de amplitud o desaparezcan, esto explica la aparición y desaparición de los síntomas espectrales comentada con anterioridad esto lo podemos observar en la ilustración 2.

Este comportamiento también es el secreto de los tiempos de advertencia muy prolongados cuando se utiliza técnicas de alta frecuencia especialmente impulsos de choque. Este método detecta incluso las primeras etapas de falla cuando existen pequeñas grietas y es posible observar las tendencias crecientes / decrecientes.

Ilustración 2: Zona en rojo muestra redondeo de las esquinas de las grietes

Los valores se pueden observar muy temprano en el proceso de daño. El análisis de vibraciones tradicional no puede detectar esto tan pronto como el método SPM. Esto se debe a que los transductores de vibraciones son sensibles a movimientos de masas y este movimiento es extremadamente pequeño por lo que pasará desapercibido.

Más adelante en el proceso de deterioro, cuando el daño se ha vuelto tan severo que involucra masa movimientos (elementos rodantes que “caen” en las ranuras y / o desplazamiento del eje), puede ser detectado con análisis de vibraciones.