Introducción
Investigar los rodamientos, tanto antes como después de la falla definitiva, es una práctica muy útil. El objetivo principal es comprender la causa de la falla, para reducir al mínimo los incidentes futuros o tomar las medidas correctivas adecuadas.
Esta guía trata los patrones de desgaste y los modos de falla de los rodamientos rígidos de bolas que se usan en los rodillos de polines, donde los aros interiores están fijos y los aros exteriores giran. El análisis de los propios rodillos es igualmente esencial, pero queda fuera del alcance de esta guía.
Los casos de carga de los rodamientos de rodillos de polines son relativamente simples. Por lo general corresponden a cargas principalmente radiales o a una combinación de cargas radiales y axiales. Los rodillos en las zonas de carga también pueden recibir cargas de impacto ocasionales o continuas por la caída de material.
Existen referencias publicadas para identificar la causa raíz de una falla, en particular la norma ISO 15243 y las publicaciones de análisis de fallas de los principales fabricantes de rodamientos, que incluyen ejemplos fotográficos de alta calidad.
Dificultades del análisis de causa raíz
Identificar con precisión la causa raíz de la falla de un rodamiento puede ser difícil. Según la norma ISO 15243, el daño de un rodamiento suele ser el resultado de varios mecanismos que actúan al mismo tiempo. Entre las causas comunes se encuentran:
- Transporte, manipulación, montaje o mantenimiento inadecuados.
- Fabricación defectuosa del rodamiento o de sus piezas adyacentes.
- Concesiones de diseño hechas para reducir costos.
- Condiciones de operación y ambientales no previstas.
- Rodamientos falsificados, que pueden provocar fallas prematuras.
El momento importa
Un daño extenso destruye la evidencia inicial. Detenga la correa y retire los rodillos sospechosos mientras el modo de falla todavía se pueda leer.
Un daño extenso puede destruir la evidencia inicial y hacer imposible el análisis de causa raíz. Por eso es fundamental detener la correa y retirar los rodillos para su inspección a tiempo. Los rodillos rara vez fallan de forma repentina. Normalmente hay señales de advertencia, como ruido y vibración, durante semanas antes de una falla catastrófica. Cuando los rodillos cuentan con sensores electrónicos de monitoreo, estas señales de advertencia están disponibles mucho antes, junto con parámetros adicionales como la temperatura y la velocidad de rotación.
Un examen adecuado requiere conocer las posibles causas de falla y la historia del rodillo: su transporte, su almacenamiento y su posición de instalación.
Qué son las huellas de contacto
Las huellas de contacto son las marcas de rodadura que dejan los elementos rodantes, las bolas, en las pistas interior y exterior. Las marcas se hacen visibles tras un breve período de asentamiento, después del cual la temperatura de operación, el nivel de ruido y la fricción del rodamiento normalmente se estabilizan o mejoran. La sola presencia de marcas visibles no indica que el rodamiento esté dañado.
La interpretación de estas huellas es clave en el análisis práctico de fallas. Se pueden ver a simple vista, con una lupa o con un microscopio, y muestran:
- Cómo se aplican las cargas sobre el rodamiento.
- La precisión y la calidad del ajuste del rodamiento.
Para lograr la máxima vida del rodamiento, las marcas deben ser uniformes y no deben llegar a los bordes de la pista. También es fundamental que quede un juego interno residual suficiente después del montaje.
Interpretación de los patrones de desgaste típicos
La trayectoria de desgaste esperada de un rodamiento se puede predecir a partir de la posición del rodillo en el bastidor del polín.
Rodamientos montados con precisión
- Rodillo central: una huella coherente con una carga radial vertical.
- Rodillo lateral, rodamiento inferior: una huella que refleja la mayor parte de la carga axial y radial combinada del rodillo.
- Rodillo lateral, rodamiento superior: una huella que refleja la menor parte de la carga axial y radial combinada del rodillo.
Las huellas de un rodillo de retorno plano son similares a las de un rodillo central de carga. Las huellas de un rodillo de retorno en V son una combinación de las huellas de los rodillos central y lateral de carga.
Las marcas en los rodillos compuestos tienden a ser más anchas que en los de acero, debido al mayor coeficiente de dilatación térmica y a la mayor flexibilidad del tubo compuesto.
Rodamientos desalineados
Un eje desalineado se manifiesta en la pista interior y un alojamiento de rodamiento desalineado se manifiesta en la pista exterior. El ejemplo siguiente muestra la huella de contacto típica de una desalineación excesiva del eje bajo carga, en un rodillo central.
Las huellas de los rodamientos de un rodillo lateral son una combinación modificada de las huellas de los rodamientos montados con precisión y las de los rodamientos desalineados.
Ejemplos fotográficos de fallas de rodamientos
Las fotografías siguientes muestran iniciadores de falla y tipos de falla comunes en los rodillos de correas transportadoras. Para fotografías más detalladas y de alta definición, consulte la norma ISO 15243 o las publicaciones de los fabricantes de rodamientos.
Deformación plástica
Visible en el borde exterior de la pista, causada por una sobrecarga axial.
Corrosión por humedad
Visible en los puntos de contacto, tanto en la pista como en las bolas.
Descascarillado
Cuando el descascarillado aparece con el paso de las bolas, lo más probable es que el daño se haya iniciado mientras el rodillo estaba detenido.
Sobrecalentamiento
El sobrecalentamiento puede deberse a varios mecanismos de falla. En este caso se aprecia como una decoloración del aro interior.
Falta de lubricación
La decoloración de la propia pista puede indicar que faltó el llenado inicial de grasa.
Movimiento del eje
Un patrón de desgaste ancho en la pista interior de un rodillo central indica movimiento del eje, en este caso causado por la falla del rodamiento o del asiento en el extremo opuesto del rodillo.
Buenas prácticas de inspección de rodamientos
Para analizar correctamente una falla, el rodamiento debe desmontarse de forma adecuada. Los rodamientos se deben retirar del rodillo con cuidado, para no introducir daños adicionales que puedan ocultar o complicar el análisis del modo de falla.
Procedimiento de desmontaje recomendado:
- Limpiar y fotografiar. Limpie el exterior del rodamiento para no contaminar las piezas desmontadas y luego fotografíe sus superficies exteriores.
- Retirar los sellos. Retire con palanca los sellos del rodamiento, si los tiene.
- Inspeccionar la grasa. Fotografíe ambos lados para documentar el aspecto de la grasa y tome muestras para análisis si se requiere.
- Cortar el rodamiento. Elija una línea de corte entre las bolas y corte el rodamiento por la mitad, con un método no agresivo, como una sierra de hilo diamantado de precisión.
- Análisis final. Limpie todas las superficies de rodadura, las bolas y las jaulas, y luego fotografíe y analice cada componente.
Registradas de forma sistemática, las fotografías, las observaciones de la grasa y las huellas de contacto de cada rodamiento desmontado forman un historial que facilita identificar la causa raíz de la próxima falla.
Preguntas frecuentes
¿Los rodamientos de los rodillos de polines dan señales antes de fallar?
Normalmente sí. El ruido y la vibración suelen aparecer semanas antes de una falla catastrófica, y los rodillos equipados con sensores de monitoreo lo informan antes, junto con la temperatura y la velocidad de rotación. Detenga la correa y retire a tiempo los rodillos sospechosos: un daño extenso destruye la evidencia necesaria para el análisis de causa raíz.
¿Qué muestran las huellas de contacto en la pista de un rodamiento?
Cómo se aplica la carga sobre el rodamiento y con qué precisión está montado. Que haya marcas visibles después del asentamiento es normal. Para lograr la máxima vida, deben ser uniformes y mantenerse alejadas de los bordes de la pista; un eje desalineado marca la pista interior, y un alojamiento desalineado, la exterior.
¿Cómo se debe desmontar un rodamiento de polín fallado para su análisis?
Limpie y fotografíe el exterior, retire los sellos con palanca y luego fotografíe la grasa y tome muestras. Corte el rodamiento por la mitad entre las bolas con un método no agresivo, como una sierra de hilo diamantado de precisión, y luego limpie, fotografíe y analice cada superficie de rodadura, bola y jaula.
