Monitoreo del estado de los rodamientos: comprobaciones de vibración, temperatura y lubricación

Una caja de cambios que trabaja en el turno de noche calienta unos grados más que el mes pasado. Nada ha fallado y la línea sigue moviéndose, por lo que la respuesta fácil es agregar grasa y mirar nuevamente el próximo trimestre. El monitoreo del estado de los rodamientos existe para eliminar esa suposición: convierte un rodamiento en una pieza con una vida restante mensurable. La versión corta es que la disciplina se basa en líneas de base y tasas de tendencia más que en instrumentos, y tres señales, vibración, temperatura y condición del lubricante, detectan la mayoría de las fallas en desarrollo semanas antes de que causen una parada.

La economía es contundente. Un rodamiento cambiado dentro de una ventana planificada cuesta una pieza y algunas horas de mano de obra. A uno que se atasca se le suma un eje rayado, una carcasa dañada, lubricante contaminado en el circuito y una parada no planificada. Los análisis de fallas de daños prematuros siguen clasificando los problemas de lubricación y el montaje incorrecto por delante de la fatiga del acero mismo, y ambas causas dejan rastros en los datos mucho antes de que aparezcan las picaduras.

Las cuatro etapas que realmente estás buscando

Los rodamientos se degradan en un orden reconocible y ese orden es lo que hace que las lecturas sean legibles. Los daños tempranos son invisibles en una figura de velocidad general y obvios en una banda de alta frecuencia; cuando un tono de defecto domina el espectro, la ventana para un cambio planificado ya se está cerrando.

Se siguen dos consecuencias. Una sola lectura demuestra muy poco, porque la información útil reside en la diferencia entre las lecturas tomadas en la misma máquina con la misma carga. Y el instrumento tiene que ver el escenario que le interesa, lo que hace que un medidor de velocidad general sea un dispositivo de advertencia tardía para los rumbos.

Análisis de vibraciones: la primera señal utilizable

La vibración sigue siendo la técnica más utilizada porque reacciona directamente al cambio mecánico y necesita un acelerómetro en la carcasa cerca de la zona de carga. La calidad del montaje importa más que el precio del sensor. Un acelerómetro montado en perno mantiene datos utilizables muy por encima de 10 kHz, un soporte magnético pierde la parte superior de ese rango exactamente donde se encuentra la energía inicial del rodamiento, y una sonda portátil está bien para la detección de rutas, pero no para el trabajo de envolvente.

Tonos de defectos que vale la pena conocer.

• Pista exterior, BPFO: amplitud constante, porque el anillo exterior permanece quieto en relación con la zona de carga, lo que lo convierte en el defecto más fácil de corregir.
• Pista interior, BPFI: la amplitud sube y baja con la rotación del eje, así que espere bandas laterales espaciadas 1x alrededor del tono.
• Elemento rodante, BSF: más débil y modulado por la jaula, fácil de confundir con un armónico de otra cosa.
• Jaula, FTF: baja energía, pero un tono ascendente en la jaula junto con el calor indica falta de lubricación o desgaste de la jaula.

Análisis envolvente y la pendiente que importa.

El procesamiento de envolvente o demodulación extrae una repetición de baja frecuencia de una portadora de alta frecuencia y es la forma estándar de ver los daños de las etapas uno y dos. El valor reside en la repetición: un tono confirmado debe volver a medirse con suficiente frecuencia para trazar al menos tres puntos antes de la falla prevista, porque la pendiente establece la fecha de la orden de trabajo, no la amplitud. Las lecturas semanales una vez que se confirma una falla, mensuales en una máquina crítica en buen estado, son un valor predeterminado viable. Registros de fallas de equipos similares, como esta revisión de Fallos comunes y soluciones para rodamientos de bolas de dos hileras. , le ayudará a juzgar qué tonos se esperan y cuáles son nuevos.

Controles de temperatura y lubricante.

La temperatura es barata, fácil de automatizar y tardía. Aumenta una vez que la fricción ya ha aumentado, por lo que confirma un problema en lugar de predecirlo, pero cuando el acceso a las vibraciones es complicado, un sensor permanente aún gana su lugar. Haga una referencia con carga y ambiente comparables, marque un aumento de aproximadamente 10 °C por encima del valor inicial para investigación y trate 20 °C como una condición de parada e inspección. Una cámara térmica en la ruta hace el mismo trabajo y es útil para comparar rodamientos hermanos en un eje.

El estado del lubricante es la otra mitad de la imagen. La grasa que se ha oxidado, endurecido o absorbido agua crea una fricción que luego se manifiesta en forma de calor. El muestreo no es continuo, por lo que la disciplina queda en el registro: tipo de grasa, cantidad, intervalo, color y cualquier signo de agua o metal en el labio del sello. El exceso de engrase merece su propia advertencia, ya que eleva la temperatura de funcionamiento y puede pasar un sello sin ningún lugar adonde ir en una parte protegida.

Líneas de base y umbrales de alarma que se mantienen

Los límites de vibración genéricos, como los límites de zona de la norma ISO 20816, se adaptan a las comprobaciones de aceptación y a la detección de una máquina con problemas generales. Son toscos para los rodamientos. Una regla basada en tendencias funciona mejor: alertar aproximadamente a 3 dB por encima de la línea de base establecida, planificar el trabajo a 6 dB y detenerse a 10 dB o cualquier paso repentino. En términos lineales, 3 dB es aproximadamente 1,4 veces la amplitud y 6 dB es el doble.

Tres condiciones mantienen esos números honestos: el mismo punto de medición cada vez, el mismo estado de la máquina en términos de velocidad, carga y calentamiento, y un historial que sobrevive a los cambios de personal. Una línea de base tomada sobre un rumbo de origen desconocido vale muy poco, por lo que los registros de adquisición pertenecen al mismo archivo que los espectros.

Por qué la calidad de los rodamientos cambia los datos

El monitoreo separa una señal de falla del ruido de fondo, por lo que un rodamiento más silencioso y en buenas condiciones revela sus fallas antes. Una pieza de alta precisión y bajo nivel de ruido brinda un espectro limpio con tonos predecibles; un lote con espacio libre inconsistente o pistas de rodadura rugosas mueve el piso y hace que las tendencias sean ambiguas. Por lo tanto, el ruido y la precisión son criterios de contratación con un efecto directo en el seguimiento, no palabras de marketing.

Ningbo Wanshun Bearing Co., Ltd. fabrica las dos familias que dominan esta conversación, rodamientos de bolas de contacto angular de dos hileras de alta precisión y bajo nivel de ruido y rodamientos rígidos de bolas de tamaño pequeño a mediano, desde una planta en Cixi, Zhejiang, un área conocida como la ciudad de rodamientos de China. La producción cotizada es de 6 millones de rodamientos de contacto angular de dos hileras y 35 millones de rodamientos rígidos al año, respaldados por la gestión de calidad ISO 9001 y un equipo técnico de 35 personas.

Rodamientos de contacto angular de doble hilera series 32 y 33 Revise estos rodamientos de contacto angular de doble hilera para determinar su alta rigidez, un ángulo de contacto típico de 30 grados y capacidad de carga radial y axial combinada en máquinas monitoreadas. Ver producto →

Para una máquina monitoreada, los detalles de las especificaciones que cambian las frecuencias de defectos y el ruido de fondo son los más importantes: ángulo de contacto y precarga en las piezas de doble fila, holgura y relleno de grasa en las piezas de ranura profunda. La precarga demasiado alta levanta el piso de alta frecuencia y agrega calor desde la primera ejecución, mientras que el espacio libre demasiado flojo se muestra como 1x y tonos de jaula a baja velocidad.

Rodamientos rígidos de bolas para motores y maquinaria Busque rodamientos rígidos de bolas en las series 42 y 43, además de tamaños de precisión pequeños, adecuados para motores, automoción, maquinaria agrícola y máquinas herramienta. Ver producto →

Cuando aparecen cargas radiales y axiales combinadas y la deflexión del eje debe permanecer pequeña, hacer coincidir la serie y la precarga con el trabajo antes de la instalación ahorra mucha interpretación posterior. Las variantes selladas y blindadas de las series 52 y 53 son una respuesta común para bombas y unidades de engranajes donde una línea de grasa no es práctica.

Rodamientos de contacto angular de doble hilera series 52 y 53 Estos rodamientos de las series 52 y 53 combinan capacidad de carga radial y axial con opciones de sellado RS para bombas, reductores y maquinaria de alta velocidad. Ver producto →

Los sistemas de guiado y los ejes de robots añaden un caso diferente. Allí los elementos rodantes se desplazan en lugar de girar, por lo que la cuestión de la supervisión se centra en la planitud del carril, el contacto de los rodillos y la contaminación, por lo que el diseño de rodillos-guía con ranuras en arco gótico importa tanto como el rodamiento dentro de ellos.

Una práctica lista de verificación inicial

1. Elija las máquinas en las que una falla en los rodamientos realmente detenga la producción, no toda la planta.
2. Registre una línea de base en cada uno, en un punto fijo, con la misma carga y velocidad, después de la estabilización térmica.
3. Guarde la designación del rodamiento con los datos para que se conozcan las frecuencias de defectos y las piezas de repuesto.
4. Establezca niveles de alerta y alarma a partir de esa línea base en lugar de tablas genéricas.
5. Fijar el intervalo de muestreo por criticidad y mantenerlo, porque un recorrido irregular produce pendientes inutilizables.
6. Revisar tendencias con las personas que dan mantenimiento a la máquina, ya que un cambio de grasa y un paso de vibración suelen ser el mismo evento.

Nada de esto necesita un gran presupuesto al principio. Un acelerómetro con capacidad envolvente, una cámara térmica ya utilizada en la ruta y un registro escrito de los intervalos de engrase encontrarán la mayoría de las fallas importantes en una planta de tamaño mediano. Los instrumentos pueden crecer con el programa; la disciplina de una línea de base limpia no se puede agregar retrospectivamente.