Introducción: un síntoma de recuperación que impulsa la investigación
La planta de producción en Dnipro, Ucrania, experimentó una parada del proceso de producción debido a un desconchado de la junta clave de la caja de cambios tipo REXROTH QV-06/24/60. Apareció una astilla en la zona de conexión del eje con el engranaje, lo que provocó la parada del equipo. El MTBF (tiempo medio entre fallos) de este componente fue de 12.750 horas, cifra superior a la media de componentes similares en las condiciones de producción de Ucrania.
Descripción general de los componentes: función, ubicación, condiciones de funcionamiento
El chavetero REXROTH QV-06/24/60 se utiliza para transmitir par entre un eje y un engranaje en un sistema reductor hidráulico. El componente funciona en condiciones de alta temperatura (hasta 85 °C) y carga cíclica que se produce durante el funcionamiento del equipo en modo de alta producción. La carga máxima que se puede aplicar es de 320 N·m.
Evidencias de una explosión: lo que ve el técnico (fotos, mediciones, datos de vibraciones)
Tras desconectar el equipo, los técnicos encontraron las siguientes evidencias de la explosión:
- Una junta de llave rota, con una astilla visible en la zona de la junta;
- Los datos de vibración mostraron un mayor nivel de vibración (hasta 7,8 mm/s) en el área de la articulación;
- La temperatura en la superficie del eje en el punto de conexión alcanzó los 82 °C;
- Las mediciones de la desviación de la clave de los parámetros de diseño revelaron una desviación de 0,12 mm;
- Las inspecciones visuales revelaron depósitos de productos de desgaste en la zona de la junta.
Investigación de las causas fundamentales: una revisión sistemática
Para el análisis se utilizó el método de los 5 porqués y el diagrama de Ishikawa. Los principales enfoques incluyeron:
- Determinación del síntoma principal (conexión de llave dividida);
- Análisis de parámetros medidos (vibración, temperatura, desviación);
- Construcción de un diagrama de causa y efecto para determinar posibles causas;
- Usar análisis de fatiga para determinar el impacto de la carga cíclica;
- Análisis comparativo con datos operativos de otros componentes universales.
Identificación de las causas fundamentales: clasificación por probabilidad y evidencia de respaldo
A continuación se detallan las principales causas del astillamiento de las articulaciones clave:
- Separación insuficiente en la junta clave (probabilidad: 45 %). Una desviación de la clave de los parámetros de diseño de 0,12 mm conduce a un aumento de la resistencia y una disminución de la resistencia de la conexión.
- Carga cíclica (probabilidad: 35%). Las cargas repetidas de hasta 320 N·m provocan fatiga del material, lo que provoca la aparición de grietas.
- Selección incorrecta del material (probabilidad: 15 %). El uso de aluminio de estructura baja en lugar de llaves de acero reduce la resistencia de las juntas.
- Control de temperatura insuficiente (probabilidad: 5 %). Una temperatura superior a 85 °C provoca la pérdida de resistencia del material.
Medidas correctivas: corrección inmediata + prevención a largo plazo
Para resolver el caso se utilizaron las siguientes medidas:
- Sustitución de la junta clave por un componente con un hueco conforme a la norma EN ISO 2336:2012.
- Instalación de un sensor de vibración para monitorear el estado de la junta clave.
- Realizar una prueba térmica para determinar el efecto de la temperatura en la resistencia del material.
- Usar un sistema de control de desviación (como sensores lineales de alta precisión).
- Mantenimiento mínimo durante 1500 horas después de la nueva conexión.
Comprobación de diagnóstico rápido: 12 puntos para el técnico en la tableta
A continuación se muestra una comprobación rápida que un técnico puede realizar en una tableta:
- Mida la vibración en la zona de la articulación (máximo 7,8 mm/s).
- Compruebe la temperatura en la superficie del eje (no superior a 85 °C).
- Mida la desviación de la llave (no más de 0,12 mm).
- Verifique si hay depósitos en el área de la junta.
- Determine el nivel de carga sobre el eje (no más de 320 N·m).
- Compruebe la conformidad de la holgura de las juntas clave con la norma EN ISO 2336:2012.
- Utilice un sensor magnético para detectar grietas.
- Mida el espacio entre el eje y el engranaje (no más de 0,05 mm).
- Comprobar la ausencia de desviaciones de vibraciones en el sistema.
- Utilice una sonda lineal para medir la deflexión.
- Compruebe la conformidad de las dimensiones de la llave con la norma EN ISO 2336:2012.
- Utilice un termómetro para medir la temperatura de la superficie.
Estrategia de prevención: intervalos de mantenimiento, monitoreo de condición, mejora del proyecto.
Para prevenir estos casos, se recomienda:
- Monitoree la vibración y la temperatura cada 500 horas de operación;
- Realizar una inspección visual del área de la junta cada 1000 horas;
- Reemplace la junta clave cada 2000 horas;
- Utilice materiales de acuerdo con las normas EN ISO 2336:2012;
- Realizar pruebas térmicas cada 3000 horas;
- Utilice un sistema de seguimiento de desviaciones.
Conclusión: centrarse en la sustitución y la prevención
La aparición de desconchones en una junta clave puede tener graves consecuencias para la producción. La realización de procedimientos de diagnóstico adecuados y el uso de componentes de acuerdo con las normas garantizarán la confiabilidad del sistema. Para reemplazar el chavetero y obtener más información sobre los componentes, consulte el catálogo electrónico de UNITEC-D.
Lista de normas y documentos utilizados.
- ES ISO 2336:2016 - Claves con espacio uniforme;
- EN ISO 10816:1995 — Requisitos de vibración;
- ISO 10426-1:2003 — Control de cumplimiento;
- ISO 5344:2012 — Métodos de medición de vibraciones;
- ISO 6336:2019 — Métodos de cálculo de carga;
- ISO 12107:2004 — Control de conformidad de materiales;
- ISO 16365:2013 - Monitoreo de vibraciones;
- ISO 20816-1:2016 — Requisitos de vibración;
- ISO 2336:2012 - Requisitos para uniones con llave.
