Diagnóstico de fallos

Fallos en los rodamientos

La mayoría de los equipos rotativos incorporan rodamientos en su estructura. Los motores eléctricos, las bombas y los ventiladores industriales son algunos de los equipos que incluyen rodamientos entre sus componentes. 

Existen varios tipos de rodamientos en el mercado (por ejemplo, de bolas, de rodillos), aunque se parecen en sus principales componentes:

No es de extrañar que uno de los principales fallos mecánicos en la industria sea el fallo de los rodamientos. Según un estudio de SKF, un tercio de estos fallos se debe a la fatiga, otro tercio a problemas de lubricación, una sexta parte a la contaminación (sellado ineficaz) y otra sexta parte a otras causas.

El análisis de vibraciones se utiliza ampliamente para detectar fallos en los rodamientos, y la técnica de la «envolvente» es una de las más empleadas para detectar fallos en los rodamientos en sus primeras fases.  

En este artículo explicaremos qué son las frecuencias de fallo en los rodamientos y cómo se detectan mediante el análisis de vibraciones.

¿Cómo puede la vibración detectar fallos en los rodamientos?

Cuando un rodamiento presenta un defecto (por ejemplo, una grieta en la pista exterior), se produce un impacto que destaca una frecuencia característica de fallo. Veamos un ejemplo para que quede más claro…

Imagina que hay un rodamiento con una grieta en la pista exterior. Cada vez que el elemento giratorio (bola o rodillo) pase por esa grieta, producirá un impacto que provocará una vibración característica:

¿Con qué frecuencia se producen fallos en los rodamientos?

Básicamente, hay cuatro frecuencias que pueden destacarse en un espectro para determinar el fallo en los rodamientos.

  • Defecto BPFI: frecuencia de fallo de la pista interna
  • Fallo BPFO: frecuencia de fallo de la pista externa
  • Defecto BSF: frecuencia de fallo de los elementos rodantes (rodillos o esferas)
  • Defecto FTF: frecuencia de fallo de la jaula 

¿Por qué utilizar la técnica del sobre?

Cada vez que se produce un fallo en el rodamiento y se produce un impacto, se excita la frecuencia natural del conjunto. Esta frecuencia no guarda relación alguna con la rotación del equipo, sino que depende únicamente de la rigidez y la masa del sistema. 

En la práctica, las amplitudes de las vibraciones provocadas por fallos en los rodamientos son pequeñas en comparación con las amplitudes correspondientes a la frecuencia fundamental y sus armónicos.

 Por lo tanto, en un espectro convencional, sin aplicar el filtro envolvente, no es posible identificar este tipo de fallo. 

El envolvente consiste en eliminar las frecuencias bajas (por ejemplo, por debajo de 500 Hz) y aplicar un proceso de «envoltura» a la señal resultante.

Desde la plataforma IoTebe es posible calcular la envolvente de la señal accediendo a la pestaña «Espectro» y haciendo clic en «Envolvente». Las frecuencias de fallo del rodamiento también se pueden resaltar haciendo clic en el botón del paso (3) que aparece a continuación:

De este modo, es posible detectar los fallos en los rodamientos en una fase inicial, lo que permite intervenir a tiempo en el equipo y evitar paradas inesperadas.