1. Introducción
Las fallas catastróficas en los sistemas de transmisión en las empresas de la industria ucraniana suelen comenzar con desviaciones en el funcionamiento de los elementos de unión que no son evidentes a simple vista. En el caso reciente de nuestra práctica ingenieril en una planta de cemento en la región de Dnipro, se produjo una parada del nodo de transporte de materiales inertes. Durante la inspección programada, el mecánico de turno registró una caída crítica de la presión en el sistema hidráulico hasta 45 bares en lugar de los 140 bares nominales, acompañada de una vibración aumentada a una frecuencia de 50 Hz y fugas de fluido de trabajo por el eje. La diagnóstico previo indicó el fallo del hidromotor DANFOSS OMR160 (código 151-0714, anteriormente 1510213) y la destrucción de la unión elástica del sistema de transmisión. En este material realizaremos un análisis forense completo de la falla basado en los estándares ISO y DSTU.
2. Vista del componente
Motor hidráulico DANFOSS OMR160 es un motor de rotor de paletas de baja velocidad y alto par (LSHT). Está instalado en el sistema de transmisión de un dispensador de tipo tornillo y funciona en condiciones de cargas cíclicas con una velocidad de giro hasta 770 rpm y una presión de trabajo hasta 175 bar (presión pico hasta 225 bar). El par de giro del eje del motor hidráulico se transmite al reductor a través de una unión de palancas con elementos de poliuretano.
Condiciones normativas de explotación según la documentación técnica del fabricante:
- Temperatura de trabajo del fluido (aceite hidráulico ISO VG 46): de -30 °C a +80 °C.
- Viscosidad cinemática: óptima 20–75 mm²/s, mínima 4 mm²/s.
- Presión radial máxima sobre el eje: depende del punto de aplicación de la fuerza (hasta 1100 N a una distancia de 15 mm del flange).
- Desplazamiento axial permitido de los ejes: dentro de ±0,5 mm.
3. Base de pruebas de fallos
El nodo desmontado ha llegado a nuestra laboratorio para examen. La inspección visual y instrumental reveló los siguientes defectos:
- Estado del acoplador: Los elementos de poliuretano (estrellas) están completamente destruidos, transformándose en masa polimérica viscosa debido a la destrucción térmica. Las mitades del acoplador de fundición gris presentan signos de desgaste por impacto y desgaste axial.
- Estado del eje del hidromotor DANFOSS OMR160: La parte de la flecha con ranura presenta desgaste asimétrico en un lado del perfil de diente hasta una profundidad de 0.8 mm. El juego radial en el rodamiento de bolas delantero excede el nominal en 4 veces (0.25 mm en lugar de 0.06 mm).
- Datos de control de vibración (antes de la falla): Se registró un valor pico de vibración en la dirección vertical en el cuerpo del cojinete del reductor — 11,4 mm/s (lo que corresponde a la zona D «No aceptable» según ISO 10816-3). El aumento del nivel de vibración a las revoluciones del eje indicaba el desalineamiento.
- Termografía: Los registros del escáner durante 12 horas antes de la parada mostraron un aumento localizado de temperatura en la zona de unión del acoplador hasta +92 °C.
- Desmontaje del hidromotor de emergencia y instalación del nuevo nodo original DANFOSS OMR160 (151-0714).
- Reemplazo de la unión de acoplamiento con nueva de elementos de poliuretano de dureza 98 Shore A (según DIN 53505).
- Realización del centraje preciso de ejes mediante un dispositivo láser con tolerancia en desviación radial no mayor de 0,05 mm (según norma ISO 14253-1).
- Lavado de la tubería hidráulica y reemplazo de elementos filtrantes (finura de filtración β20(c) ≥ 200 según ISO 16889).
- Implementación del control termográfico cuatrimestral de acoplamientos y unidades de rodamientos.
- Conmutación a unión mediante tornillos con fijadores de resistencia media y control de fuerza de apriete con llave dinamométrica durante cada PPR.
- Instalación de sensores de vibración para monitoreo continuo del estado del sistema de transmisión según las exigencias EN ISO 20816-1.
- Inspección visual de la unión: Verificar la presencia de polvo de goma/poliéster o grietas en la carcasa protectora.
- Control de temperatura: Medir con pirómetro la temperatura del cuerpo de la unión (norma: hasta +50 °C por encima del ambiente).
- Análisis de vibración: Asegurarse de que el nivel de vibración en el motor hidráulico no exceda de 4,5 mm/s según el estándar ISO 10816-3.
- Verificación de sujeciones: Realizar la verificación del momento de apriete de los tornillos del codo del motor hidráulico OMR160 (momento de apriete de los tornillos M12 clase 8.8 — 85 Nm).
- Control de vueltas: Inspeccionar el anillo de sellado del eje del motor hidráulico en ausencia de manchas de aceite.
- Temperatura del aceite: Comprobar la temperatura de trabajo del hidráulico en el depósito (máximo +65 °C).
- Diferencia de presión en el filtro: Leer los indicadores de contaminación en el filtro de drenaje (la diferencia no debe exceder 2,5 bares).
- Ruidos y vibraciones: Escuchar el funcionamiento del motor hidráulico con un estetoscopio para detectar ruidos de cavitación.
- Horario de sustitución de piezas desgastadas: Los elementos de poliuretano de las uniones deben sustituirse obligatoriamente cada 12 000 horas de funcionamiento o cuando se alcance un desgaste del 25% de las superficies de trabajo. El tiempo medio entre fallos (MTBF) para los motores hidráulicos de la serie OMR es de al menos 25 000 horas bajo la condición de mantener la pureza del fluido de trabajo según el estándar ISO 4406 (clase 20/18/15).
- Monitoreo del estado (Condition Monitoring): La implementación del análisis espectral de vibraciones permite detectar el desgaste de los rodamientos y el desalineamiento en etapas tempranas (hasta 300–500 horas antes de la falla crítica).
- Selección de componentes: Durante la modernización de líneas, siempre utilice componentes certificados según los reglamentos técnicos CE y UkrSEPRO.
- ISO 10816-3: Vibración mecánica — Evaluación de la vibración de la máquina mediante mediciones en partes no giratorias.
- ISO 4406: Fluido hidráulico — Fluidos — Método para codificar el nivel de contaminación por partículas sólidas.
- DSTU EN ISO 14121-1: Seguridad de máquinas. Evaluación del riesgo.
- Documentación Técnica Danfoss Power Solutions: Motores Hidráulicos de la Serie OMR, Hoja de Datos 520L0324.
- Manual de Tecnología de Fluidos Hidráulicos, 2da Edición, George E. Totten.
4. Análisis sistemático de las causas raíz
Para determinar la secuencia de eventos que condujo a la falla, se utilizó la metodología de árbol de fallos (Fault Tree Analysis) y el análisis de "5 porqués" (5 Whys).
¿Por qué 1? Se dañó la inserción de poliuretano de la unión.
¿Por qué 2? La temperatura en la zona de la unión superó los +90 °C, lo que provocó la fusión del poliuretano.
¿Por qué 3? Se produjo una deformación cíclica excesiva de los elementos debido al desplazamiento angular y radial de los ejes del motor hidráulico y el reductor.
¿Por qué 4? Durante la última instalación no se realizó el alineamiento de los ejes mediante el método láser, y los tornillos de fijación del flotador del motor hidráulico se aflojaron debido a la vibración.
¿Por qué 5? Falta de planificación de verificación del momento de apriete de las uniones roscadas y control de alineamiento en los mantenimientos preventivos y correctivos (MPC).
5. Causas raíz identificadas (ranking por probabilidad)
| Primera causa | Probabilidad | Pruebas |
|---|---|---|
| 65% | Desgaste asimétrico de los engranajes del eje OMR160, calentamiento de la unión, destrucción de los sellos. | |
| 20% | Marcas de corrosión por fretting en el anillo de montaje, apriete inhomogéneo de la rosca. | |
| 15% | La viscosidad del aceite cayó por debajo de 15 mm²/s debido al sobrecalentamiento de la estación de aceite hasta +74 °C. |
6. Acciones correctivas
Para eliminar las consecuencias de la emergencia y evitar su repetición se ha desarrollado un conjunto de medidas inmediatas y estratégicas.
Reparación inmediata (immediate fix):
Prevención a largo plazo (long-term prevention):
7. Lista de verificación rápida de diagnóstico para personal técnico
Use este checklist durante los recorridos semanales en tablet o dispositivo móvil:
8. Estrategia de prevención de fallos
Para garantizar el funcionamiento continuo del equipo en las empresas ucranianas es necesario cumplir con los siguientes intervalos normativos y procedimientos:
9. Conclusión
El fallo del sistema de transmisión basado en el hidromotor DANFOSS OMR160 demostró que el incumplimiento de las normas básicas de alineación y el control periódico del estado de las acoples inevitablemente conduce a paros de maquinaria. Enfoque sistemático en la diagnóstico, cumplimiento de los requisitos de los estándares ISO y el uso de piezas de repuesto originales de alta calidad permiten alcanzar la máxima fiabilidad de las líneas de producción. Para la selección de hidromotores, sellos y componentes de transmisión originales, visite UNITEC-D E-Catalog.
