Monitoreo inteligente de rodamientos: Cómo detectar fallas antes de que le cuesten dinero.

El buen estado de los rodamientos puede marcar la diferencia entre un funcionamiento sin problemas y una parada repentina. Incluso el fallo de un solo rodamiento puede detener la producción, lo que conlleva costosos tiempos de inactividad y pérdidas de producción.

Pero si se conocen las señales de alerta, se puede detectar el fallo de los rodamientos en sus primeras etapas y actuar antes de que los problemas menores se conviertan en averías mayores. La clave reside en la monitorización proactiva, basada en un conocimiento claro de las causas y patrones de fallo más comunes.

Este artículo explora las causas fundamentales y los síntomas de advertencia de las fallas en los rodamientos y tiene como objetivo brindarle la información necesaria para fortalecer su programa de monitoreo.

Causas comunes de falla de los rodamientos

Cada año se fabrican miles de millones de rodamientos en todo el mundo. Generalmente funcionan sin problemas durante su vida útil prevista, siempre que los técnicos sigan las directrices de uso y mantenimiento adecuadas. Muchos rodamientos se reemplazan de forma preventiva mediante el mantenimiento predictivo, y solo una pequeña fracción falla debido a daños irreparables.

Comprender por qué se producen las fallas en los rodamientos —y cómo detectarlas a tiempo— es fundamental para diseñar un programa de monitoreo de rodamientos que proteja sus activos críticos y evite costosas interrupciones del servicio. Las principales causas de fallas en los rodamientos incluyen:

• Fatiga por estrés mecánico repetido, desalineación, sobrecarga o contaminación.
• Fallas de lubricación, cuando los técnicos utilizan un tipo, cantidad o lubricante inadecuado.
• Contaminación de la suciedad, los escombros o la humedad.
• Otras causas, como errores de manipulación e instalación, cargas excesivas y ajustes incorrectos, que no son comunes pero que aún así influyen en la falla de los rodamientos.

Los problemas de fatiga y lubricación son las causas más comunes de fallo de los rodamientos y deberían ser el punto central de cualquier estrategia de monitorización.

Causas detalladas de fallas de los rodamientos

Aquí tenéis un análisis detallado de cada causa común:

Fatiga

La fatiga se produce cuando los rodamientos sufren un esfuerzo excesivo. La desalineación, la lubricación insuficiente y la contaminación pueden contribuir a la fatiga de los rodamientos, por lo que es una causa común de fallo. Todos estos factores provocan una fuerza y ​​tensión repetidas en el material del rodamiento, lo que genera descamación, desprendimiento y microfisuras. Con el tiempo, las fisuras crecen y el rodamiento acaba fallando.

Problemas de lubricación

Una lubricación inadecuada es una de las principales causas de fallo de los rodamientos. Esto puede deberse a una lubricación insuficiente o al uso de un lubricante incorrecto. En algunos casos, las altas temperaturas pueden degradar el lubricante. Entre las primeras señales de una lubricación defectuosa se incluyen la decoloración de los elementos rodantes y las pistas, así como el sobrecalentamiento de los rodamientos.

Desalineación

Otra causa frecuente es la desalineación. Se recomienda alinear los componentes durante la instalación y verificar la alineación periódicamente, ya que factores como la dilatación térmica y las vibraciones pueden provocar desalineación con el tiempo. Las herramientas láser son el método de referencia para comprobar la alineación.

Instalación incorrecta

Una instalación y montaje incorrectos pueden provocar fallos en los rodamientos. Asegúrese de instalarlos con las herramientas adecuadas, aplicando calor cuando sea necesario, para que encajen correctamente sin forzarlos. Los operarios también deben comprobar la alineación correcta durante la instalación. Por último, los rodamientos y el alojamiento deben limpiarse y lubricarse a fondo durante la instalación.

Cargas excesivas

Las cargas excesivas provocan un desgaste desmedido en los rodamientos debido al aumento de la fricción entre el elemento rodante y la pista de rodadura. Estas cargas excesivas generan un desgaste irregular, sobrecalentamiento y fatiga general de la máquina, lo que puede provocar la falla del rodamiento.

Contaminación

La suciedad, los residuos y los productos químicos pueden contaminar los rodamientos y causar su deterioro. Con el tiempo, esto provoca corrosión y fallos en los rodamientos. El fallo de los sellos, que provoca contaminación, puede deberse a una instalación incorrecta. La desalineación también puede contribuir al fallo y la contaminación de los sellos.

Los cojinetes contaminados con suciedad y residuos a menudo tienen elementos rodantes abollados y niveles de vibración más altos de lo habitual.

Ajuste incorrecto

Instalar rodamientos con el ajuste correcto es fundamental. Un ajuste demasiado apretado puede causar tensión y fricción, lo que suele provocar un desgaste visiblemente pronunciado de los elementos rodantes. Por otro lado, un ajuste demasiado flojo genera vibración y ruido, lo que también puede provocar fallos en los rodamientos y averías graves con el tiempo.

Tipos de fallas en los rodamientos

Estos son los modos de fallo más comunes en los rodamientos y sus causas típicas:

• Desconchado (desprendimiento de escamas): Esto ocurre cuando la fatiga subsuperficial provoca el desprendimiento de pequeñas escamas o picaduras de la pista de rodadura o de los elementos rodantes. El desprendimiento suele ser consecuencia de una carga excesiva, una desalineación o una contaminación que reduce la vida útil del material del rodamiento.
• Brinell: El brinelling se produce cuando un rodamiento sufre una abolladura permanente. Existen dos tipos principales: brinelling verdadero y brinelling falso. El brinelling verdadero es una abolladura permanente causada por cargas que superan el límite elástico del material, generalmente debido a impactos fuertes o sobrecargas estáticas en reposo. El brinelling falso se produce por vibraciones de otras piezas de la máquina que generan marcas irregulares en la pista de rodadura del rodamiento, similares a las del brinelling verdadero.
• Untar: El efecto de emborronamiento se produce por daños en la superficie debido a la fricción por deslizamiento con lubricación deficiente o cargas elevadas, especialmente durante los ciclos de arranque y parada o por desalineación. Las superficies se emborronan en lugar de rodar, lo que suele provocar la transferencia de material de una superficie a otra.
• Preocupación: Las vibraciones sutiles entre las piezas de los cojinetes producen desgaste y corrosión en puntos localizados. Este fenómeno se denomina corrosión por fricción y, con el tiempo, puede generar patrones de brinellación falsos.
• Estriado: El desgaste por fricción, también conocido como erosión eléctrica, se produce cuando una corriente sin conexión a tierra atraviesa el rodamiento y provoca pequeñas marcas de quemaduras o cavidades similares a cráteres alineadas con la pista de rodadura. Esto suele ocurrir debido a corrientes eléctricas parásitas en motores o variadores de frecuencia.

Es importante revisar periódicamente el estado de los rodamientos para detectar cualquiera de estos problemas comunes. Conocer los síntomas de fallo puede ayudarle a detectar los problemas a tiempo y evitar la avería total de la máquina.

Síntomas e identificación de fallas en los rodamientos

Monitoreo de condición Los sistemas suelen detectar fallos en los rodamientos en sus primeras etapas.

Los fallos iniciales suelen manifestarse como altos niveles de vibración, detectables mediante sensores de vibración antes de que el rodamiento falle visiblemente. A medida que progresan las fallas, la fricción causa calor y ruido. Los sensores pueden detectar temperaturas elevadas junto con cambios audibles en el rendimiento de los rodamientos.

Las herramientas de monitorización de estado, como los analizadores de vibraciones portátiles y los sensores instalados de forma permanente, permiten detectar señales de alerta temprana de manera fiable. Con los datos de vibración, los analistas utilizan diversas técnicas de análisis para determinar el tipo de fallos que se producen en la máquina.

H3: Diagnóstico de fallas en rodamientos mediante patrones de vibración

Existen tres tipos principales de análisis que monitoreo de vibraciones Los especialistas utilizan para determinar las fallas:

• Análisis de la transformada rápida de Fourier (FFT): Este método convierte los datos temporales en un espectro de frecuencia. Los datos FFT permiten a los especialistas identificar si una falla proviene de un rodamiento o eje, y dónde pueden estar ubicadas las fallas.Para obtener información detallada sobre FFT, lea nuestro blog.)
• Análisis de la forma de onda temporal: Los especialistas analizan los datos de vibración en bruto en el dominio del tiempo para detectar cambios en la frecuencia y la amplitud de la vibración. Esto puede indicar fallos intermitentes en el rendimiento de la máquina, así como problemas como holgura en rodamientos y engranajes.
• Detección de envolvente (demodulación): Este método es ideal para detectar fallos incipientes ocultos en señales complejas. Utiliza un algoritmo para extraer señales de la forma de onda original que, de otro modo, podrían pasar desapercibidas. Esto permite a los expertos detectar fallos tempranos en los rodamientos antes de que aparezcan en un espectro FFT.

Utilizadas conjuntamente, estas técnicas proporcionan a los analistas un conjunto de herramientas de diagnóstico prácticas para Equipo rotativo salud. Pero antes

Medidas preventivas para evitar fallos en los rodamientos

En la mayoría de los casos, los rodamientos son fiables y tienen una larga vida útil. Por ello, una de las tareas de mantenimiento preventivo más importantes es retirarlos y sustituirlos periódicamente. Programar estas tareas puede evitar paradas imprevistas y reparaciones costosas.

También existen algunas medidas preventivas sencillas que pueden detener el desgaste prematuro de los rodamientos.

En la etapa de instalaciónAsegúrese de haber montado correctamente cada rodamiento. Verifique las tolerancias del eje y la carcasa, y mantenga el juego radial interno establecido en el diseño original. Compruebe que los rodamientos estén correctamente sellados para protegerlos de la suciedad, los residuos y el agua. Además, recuerde lubricar adecuadamente cada rodamiento.

Es importante comprobar la alineación de la máquina Durante la instalación, revíselo periódicamente. Con el tiempo, la desalineación se produce gradualmente y puede dañar los rodamientos si no se atiende. Para obtener mejores resultados, verifique la alineación con un láser. herramienta de alineación, que identifica rápidamente incluso fallas de alineación menores que dañan los cojinetes.

Mantener una lubricación adecuada Durante toda la vida útil del rodamiento. Es un proceso de equilibrio cuidadoso. Un exceso de lubricación provoca que los rodamientos se atasquen, pero una lubricación insuficiente genera altos niveles de fricción, dañando los componentes. También es fundamental utilizar el lubricante y el programa de lubricación recomendados por el fabricante.

¿Qué ocurre si falla un rodamiento?

Cuando un rodamiento falla, ya sea por fatiga, lubricación inadecuada, sellos dañados u otra causa, no solo significa que debe reemplazarse. Una sola falla puede causar una reacción en cadena que puede doblar ejes y causar daños importantes a otros equipos acoplados. Las fallas en los rodamientos pueden incluso poner en riesgo a los trabajadores.

Afortunadamente, muchos problemas comunes en los rodamientos se pueden identificar mucho antes de que se conviertan en problemas mayores. Esto se debe en gran medida a los patrones de vibración característicos que producen durante su funcionamiento normal. Cuando esa vibración cambia, es la primera señal de un problema. Si se cuenta con las herramientas necesarias para detectar la variación en los niveles de vibración normales, se puede prevenir fácilmente la falla de los rodamientos.

Técnicas tradicionales de monitorización de rodamientos

Históricamente, el estado de los rodamientos se evaluaba utilizando los sentidos humanos:

• inspección visual (vista)
• Monitoreo audible (sonido)
• Comprobaciones manuales de vibración (táctiles)

Anteriormente, los técnicos de mantenimiento y reparación buscaban, escuchaban y palpaban las señales tempranas de falla de los rodamientos. Sin embargo, los métodos manuales siempre son propensos a errores. Afortunadamente, con la sensibilidad avanzada de los sensores modernos de monitoreo de condición, es más fácil detectar señales de alerta extremadamente tempranas de una posible falla de los rodamientos que el sentido humano podría pasar por alto.

Los sensores digitales modernos detectan las primeras señales de fallos con mucha mayor sensibilidad. Los sistemas de monitorización en línea registran datos en tiempo real y alertas de tendencias automáticamente, eliminando el error humano y los retrasos en la reacción.

¿Cómo puede ayudar la monitorización del estado de los rodamientos?

Si bien la fatiga y la lubricación inadecuada son dos de las causas más comunes de fallas en los rodamientos, también son relativamente fáciles de detectar antes de que se conviertan en problemas mayores. Sin embargo, se necesita un programa eficaz de monitoreo del estado de los rodamientos para detectar estos problemas antes de que se produzca la falla.

Un programa robusto mide las condiciones clave de los activos, como vibración, temperatura, consumo de energía y temperatura, a través de sensores portátiles o en línea. Monitoreo de potencia Pueden detectar cargas anormales o ineficiencias antes de que el desgaste mecánico se haga visible. En conjunto, estas herramientas facilitan la detección temprana y el mantenimiento predictivo.

Monitoreo de rumbos basado en rutas frente a monitoreo de rumbos en línea

Existen varias maneras de supervisar el estado de los rodamientos: mediante seguimiento de ruta o en línea. La supervisión de rodamientos mediante seguimiento de ruta implica que los técnicos recopilen manualmente datos de vibración o temperatura de forma programada utilizando herramientas portátiles. Es la mejor opción para activos no críticos que solo requieren revisiones periódicas.

Sin embargo, la monitorización basada en rutas no detecta fallos inminentes como lo hace la monitorización en línea de rodamientos. Los sistemas en línea se basan en una red de sensores que monitorizan continuamente el estado de los rodamientos en tiempo real. Proporcionan alertas tempranas sobre posibles problemas, como fallos en los rodamientos, lo que permite al equipo actuar antes de que la máquina falle. La monitorización en línea es una mejor opción para activos críticos, ya que proporciona datos instantáneos y se integra con sistemas de alerta que envían notificaciones cuando las condiciones de la máquina superan un umbral preestablecido.

Herramientas Prüftechnik basadas en rutas, como VibXpert Ofrecer diagnósticos periódicos. Para activos de misión crítica, sistemas como VibGuard Los nodos de vibración inalámbricos garantizan una monitorización continua y una detección rápida. La elección se basa en la criticidad del activo y los requisitos de tiempo de detección.

¿Cuáles son los beneficios de la monitorización del estado de los rodamientos?

Realizando un rodamiento el monitoreo de condici´ón Con este programa, puede ayudar a garantizar que la estrategia de mantenimiento de su organización sea preventiva en lugar de correctiva. Detectará los problemas antes de que provoquen fallas en los activos, lo que reducirá los costos de mantenimiento y aumentará la productividad.

Afortunadamente, la tecnología moderna actual facilita y abarata más que nunca la implementación de un programa eficaz de monitorización de rodamientos. Los avances tanto en sensores como en software hacen que la puesta en marcha de un programa innovador de monitorización de estado no solo sea factible, sino también una decisión financiera inteligente, que ayuda a reducir costes y aumentar el tiempo de actividad.

En otras palabras, las organizaciones con un sólido programa de monitoreo del estado de los rodamientos no solo evitarán las fallas de los rodamientos, sino que también se mantendrán por delante de la competencia. 

5 buenas prácticas para la creación de un programa de monitoreo de rodamientos

1. Priorizar los activos por criticidad e impacto de fallas. Monitorear turbinas clave, cojinetes en motores críticos de línea, etc.
2. Definir las frecuencias de monitoreoPor ejemplo, decida si tiene sentido que su equipo realice recorridos diarios o semanales con dispositivos portátiles, además de un monitoreo continuo de los activos críticos.
3. Establecer umbrales de alarma Ajuste los límites con cuidado para minimizar las falsas alarmas. Utilice datos históricos de referencia para ajustar los límites.
4. Evite las trampas como por ejemplo, una supervisión inconsistente, una mala calidad de los datos o la falta de capacitación.
5. Garantizar el éxito del despliegue con alineación interfuncional, responsabilidad clara y revisiones periódicas.

La estructura de su programa de monitorización de rodamientos variará según el tipo de máquinas que planee monitorizar y la criticidad de cada activo. Afortunadamente, Prüfechnik ofrece una amplia gama de herramientas y software para adaptarse a las necesidades de monitorización de condición de cualquier envergadura. Explore aquí nuestras soluciones de monitorización de estado.