1. Descripción del problema y ámbito de aplicación.
Este manual está diseñado para proporcionar a los técnicos e ingenieros de mantenimiento un enfoque sistemático para diagnosticar y solucionar problemas de ruido y vibración anormales en unidades de engranajes industriales. Identificar la fuente de ruido y vibración en una etapa temprana es fundamental para prevenir fallas catastróficas, minimizar el tiempo de inactividad y extender la vida útil del equipo.
1.1. Síntomas cubiertos en esta guía
- Ruidos: Incluye sonidos retumbantes, chirridos, aullidos, golpes, crujidos, chasquidos, chirridos o zumbidos que difieren del sonido de funcionamiento normal del equipo.
- Vibraciones anormales: Las vibraciones rotacionales que exceden las tolerancias establecidas a menudo se manifiestan como mayores niveles de vibración, cambios en el espectro de frecuencia o desplazamiento del eje de rotación.
1.2. Tipos de equipos cubiertos
Este manual se aplica a una amplia gama de cajas de engranajes industriales utilizadas en metalurgia, minería, energía, ingeniería química y mecánica. Estos incluyen, entre otros: cajas de engranajes cilíndricas, cónicas, helicoidales, planetarias y de bisel helicoidal. Independientemente del tipo específico, los principios básicos del diagnóstico de ruidos y vibraciones siguen siendo los mismos.
1.3. Clasificación de gravedad
- Falla crítica: riesgo inmediato de falla catastrófica que podría provocar daños importantes al equipo, lesiones al personal o un tiempo de inactividad prolongado de la producción. Requiere el apagado inmediato del equipo.
- Mal funcionamiento grave: Riesgo potencial de daños importantes si el problema no se resuelve en un corto período de tiempo. Puede resultar en una reducción de la vida útil de los componentes. Requiere planificación para reparaciones.
- Mal funcionamiento menor: Un mal funcionamiento que no representa una amenaza inmediata, pero puede indicar las etapas iniciales de desgaste o pequeñas desviaciones de la norma. Requiere seguimiento y mantenimiento programado.
2. Precauciones
La seguridad es fundamental al diagnosticar y reparar equipos industriales. El incumplimiento de estas instrucciones podría provocar lesiones graves o la muerte. Siga siempre las normativas locales y las instrucciones del fabricante del equipo.
- Utilice equipo de protección personal (EPP): Utilice siempre gafas de seguridad, guantes de seguridad, calzado de seguridad y protección auditiva cuando trabaje cerca de reductores.
- Procedimientos de bloqueo/etiquetado (LOTO): Antes de realizar cualquier trabajo de diagnóstico o reparación, asegúrese de desenergizar el equipo y aplicar procedimientos de bloqueo/etiquetado de acuerdo con DSTU EN 1037 y los procedimientos internos de la planta. Comprobar la ausencia de tensión con la ayuda de dispositivos adecuados.
- Advertencia sobre energía almacenada: Algunas cajas de cambios pueden tener energía almacenada (por ejemplo, en resortes, sistemas hidráulicos, masas giratorias). Asegúrese de que toda la energía almacenada esté descargada o bloqueada antes de comenzar a trabajar.
- Condiciones peligrosas durante el diagnóstico: Existe riesgo de contacto con piezas móviles, superficies calientes o corriente eléctrica al operar equipos de diagnóstico de ruido y vibración. Realice el trabajo con extrema precaución y sólo con el permiso y la capacitación adecuados.
- Sustancias peligrosas: Los lubricantes y otros líquidos pueden estar calientes o contener componentes peligrosos. Utilice contenedores y EPI adecuados para su manipulación.
3. Herramientas de diagnóstico necesarias
Se requiere un conjunto de herramientas especializadas para un diagnóstico eficaz de los ruidos y vibraciones de la caja de cambios. Asegúrese de que todos los instrumentos estén calibrados y en buen estado de funcionamiento.
| Nombre de la herramienta | Especificación/Modelo (ejemplo) | Rango de medición | Propósito |
|---|---|---|---|
| analizador de vibraciones | Inspector SKF Microlog, PRÜFTECHNIK VIBXPERT II | 0-25,4 mm/s (RMS), 0-50 G (pico) | Medición del nivel general de vibración, análisis del espectro de frecuencias para detectar defectos en rodamientos, engranajes, desequilibrios y desalineaciones. |
| Estetoscopio mecánico/electrónico | 3M Littmann, PCE-S 41 | 20 Hz - 20 kHz | Localización de la fuente de ruido en la carcasa de la caja de cambios, detección de sonidos anormales (crujidos, golpes). |
| Pirómetro/cámara termográfica | Fluke TiS60, Testo 872 | -20°C a 650°C (pirómetro), -30°C a 650°C (cámara termográfica) | Medición de la temperatura de la carcasa de la caja de cambios, rodamientos, lubricante para detectar sobrecalentamiento asociado a fricción o defectos. |
| Un conjunto de sondas | Mitutoyo (0,02-1,00 mm) | 0,02 mm - 1,00 mm | Medición de holguras (juego) en engranajes, cojinetes y otras conexiones. |
| Micrómetro/calibrador | Mitutoyo (0-25mm/0-300mm) | 0-25 mm (micrómetro), 0-300 mm (calibrador) | Medición precisa de dimensiones, espesores, diámetros de ejes. |
| Endoscopio/boroscopio | Olympus IPLEX, Testo 300 (sonda flexible 6 mm) | La longitud de la sonda es de 1-5 m. | Inspección visual de los componentes internos de la caja de cambios sin desmontaje completo (engranajes, cojinetes). |
| Kit de análisis de lubricantes | Kits de prueba FAG y SKF OilCheck | Viscosidad, contenido de agua, partículas metálicas. | Evaluación del estado de lubricación, detección de productos de desgaste que indiquen defectos en rodamientos o engranajes. |
| llave dinamométrica | Hazet 5108-2CT, Wera Click-Torque C3 | 10 Nm - 300 Nm | Asegurar los momentos de apriete correctos de los elementos de fijación. |
| estroboscopio | Fluke 820-2, PCE-LES 100 | 30-300.000 rpm | Inspección visual de piezas giratorias para detectar deformaciones, grietas, holguras en movimiento. |
4. Lista de verificación de evaluación inicial
Antes de iniciar un diagnóstico detallado, realice una inspección visual inicial y recopile información. Esto ayudará a reducir las posibles causas y garantizar la seguridad.
| Artículo | Observación/Grabación |
|---|---|
| Términos de uso | Registre la carga actual (%), velocidad (rpm), temperatura ambiente (°C), duración de la operación. |
| Historial de alarmas | Vea el registro de alarmas del sistema de control de las últimas 24 a 48 horas. ¿Hubo advertencias sobre vibración, temperatura, presión? |
| Cambios recientes | ¿Ha habido algún cambio reciente de mantenimiento, reparación, reemplazo de componentes, carga o modo de operación? ¿Cuándo y qué se cambió exactamente? |
| Inspección visual (Caja de cambios parada) | Verifique si hay daños externos a la carcasa, sujetadores flojos y fugas de aceite. Inspeccione la conexión del eje (acoplamiento) en busca de daños o residuos. |
| Nivel y condición de lubricación | Verifique el nivel de aceite en la mirilla. Registrar el color del lubricante, la presencia de burbujas, sólidos o emulsión. |
| Temperatura corporal | Mida la temperatura de la carcasa de la caja de cambios manualmente (con cuidado) o con un pirómetro en varios puntos. Registre la desviación de la norma. |
| Ruido y vibración (En movimiento) | Si es seguro, intente localizar la fuente del ruido o la vibración con un estetoscopio mecánico. Observe el cambio en la intensidad del ruido/vibración cuando cambia la carga o la velocidad. |
| Liquidación de la fundación | Verifique visualmente la base y los pernos de anclaje para detectar grietas, deformaciones y aflojamiento de los sujetadores. |
| Unión de ejes | Inspeccione el acoplamiento del eje (acoplamiento) para detectar signos visuales de daño, desalineación o juego excesivo. |
5. Algoritmo de diagnóstico sistemático
Este algoritmo proporciona un enfoque paso a paso para identificar la causa raíz del ruido y las vibraciones anormales en las cajas de cambios. Síguelo constantemente.
- Evaluación inicial y seguridad:
- Garantizar la seguridad: Asegúrese de que se sigan todas las precauciones descritas en la Sección 2.
- Realizar una evaluación inicial: Realizar comprobaciones según la "Lista de verificación de evaluación inicial" (Capítulo 4). Registre todas las desviaciones.
- Determine la gravedad: según las observaciones iniciales, clasifique la falla como crítica, mayor o menor.
- En caso de falla crítica: Detenga el equipo inmediatamente, bloquee/etiquete. Ir a diagnóstico detallado en estado detenido.
- Diagnóstico durante la operación (si es seguro):
- Análisis de vibración total:
- Utilice el analizador de vibraciones (Sección 3) para medir la vibración en la carcasa de la caja de cambios en tres direcciones (vertical, horizontal, axial) en puntos clave (eje de entrada, eje de salida, conjuntos de cojinetes).
- Registre la velocidad de vibración cuadrática media (RMS) (mm/s) y la aceleración de la vibración (G).
- Compare con estándares aceptables: Consulte los estándares ISO 10816 (por ejemplo, ISO 10816-3 para maquinaria industrial) o las recomendaciones del fabricante.
- SI el nivel general de vibración EXCEDE los límites permitidos (por ejemplo, >4,5 mm/s RMS para Clase III): Proceda al análisis del espectro de frecuencia.
- SI el nivel general de vibración es NORMAL, pero hay ruido: Proceda a localizar el ruido con un estetoscopio.
- Análisis del espectro de frecuencia de vibraciones:
- Utilice el analizador de vibraciones para obtener el espectro de frecuencia en los puntos de medición.
- Determinar las frecuencias características:
- Frecuencias de rotación de los ejes (1x, 2x, 3x rpm): Generalmente indican desequilibrio, desalineación, aflojamiento de sujetadores.
- Armónicos y bandas laterales de frecuencia de malla de engranajes (GMF): Indica defectos en los engranajes (desgaste, picaduras, grietas). GMF = (Número de dientes) x (Velocidad de rotación del eje).
- Frecuencias de los rodamientos (BPFI, BPFO, BSF, FTF): Las frecuencias específicas calculadas en función de la geometría del rodamiento y la velocidad de rotación indican defectos en la pista de rodadura, la pista de rodadura o el separador.
- Frecuencias subsincrónicas/semisincrónicas (<0,5x rpm): Puede indicar problemas de lubricación o inestabilidad del eje.
- Interpretación: Comparar los picos detectados con tablas estándar de frecuencias características del reductor.
- SI detecta picos correspondientes a las frecuencias de las marchas: Proceder al diagnóstico de las marchas (párrafo 3.1).
- SI detecta picos correspondientes a las frecuencias de los rodamientos: Proceder al diagnóstico de los rodamientos (párrafo 3.2).
- SI detecta picos correspondientes a las frecuencias de rotación de los ejes o a sus armónicos: Pasar al diagnóstico de desalineación/desequilibrio/debilitamiento (párrafo 3.3).
- Localización del ruido con un estetoscopio:
- Si la vibración es normal pero el ruido está presente, utilice un estetoscopio mecánico o electrónico para localizar la fuente del ruido en la carcasa de la caja de cambios.
- Escuche diferentes puntos: eje de entrada, eje de salida, conjuntos de cojinetes, juntas.
- SI el ruido se localiza en la zona de la unidad de rodamientos: Pasar al diagnóstico de los rodamientos (ítem 3.2).
- SI el ruido parece generalizado o proviene de los engranajes: Proceder al diagnóstico del engranaje (párrafo 3.1).
- Imagen térmica/pirometría:
- Utilice una cámara termográfica o un pirómetro para escanear la carcasa del engranaje, los conjuntos de cojinetes y los sellos.
- SI se detectan temperaturas anormalmente altas (>80°C o significativamente por encima de la temperatura base en 20°C): Esto indica fricción excesiva, lubricación insuficiente, sobrecarga o un defecto en el rodamiento.
- Registre el mapa de temperatura. Esto puede ayudar a localizar la fuente del problema (por ejemplo, sobrecalentamiento de un rodamiento).
- Análisis de vibración total:
- Diagnóstico en estado parado (después de bloquear/marcar):
- Análisis del lubricante:
- Tomar una muestra del lubricante según DSTU ISO 4405.
- Enviar la muestra al laboratorio para un análisis integral, que incluye:
- Viscosidad: Probado para cumplir con las especificaciones (ISO VG). Un cambio en la viscosidad puede indicar degradación o contaminación del lubricante.
- Contenido de agua (%): La presencia de agua acelera el desgaste, provoca corrosión y reduce la capacidad de carga del lubricante. Nivel permitido: <0,05%.
- Número de partículas metálicas (ppm): Hierro, cromo (desgaste de engranajes, cojinetes), cobre, plomo (desgaste de separadores de cojinetes, casquillos).
- Índice de acidez (TAN): Un aumento indica oxidación del lubricante.
- Análisis de ferrografía: Determinación del tipo y tamaño de las partículas de desgaste (desgaste normal, desgaste abrasivo, desgaste por picaduras).
- SI el análisis del aceite indica un desgaste significativo (alto contenido de partículas metálicas, picaduras): Pasar a inspección visual de engranajes y cojinetes.
- Diagnóstico de engranajes:
- Inspección visual a través de trampillas de inspección/endoscopio: Inspeccione los engranajes en busca de defectos visibles:
- Pitting: Microfisuras y picaduras de metal en la superficie del diente.
- Desgaste: Disminución del espesor de los dientes, rastros de desgaste.
- Dientes astillados/grietas: Signos de sobrecarga o fatiga del material.
- Rebabas: Restos de fricción seca o falta de lubricación.
- Medición del juego:
- Bloquear una rueda. Usando el indicador, mida el libre movimiento de la otra rueda en la parte superior del diente.
- Compare el juego medido con las recomendaciones del fabricante (por ejemplo, 0,15-0,30 mm). Un juego excesivo puede provocar golpes y vibraciones.
- Comprobación de la zona de contacto: Aplique la pasta de marcado en los dientes y gire el engranaje con la mano. Estima la distribución del punto de contacto. Un punto desigual indica inconsistencia o inexactitud en la instalación.
- SI se encuentran defectos importantes o juego excesivo: Identifique la causa.
- Inspección visual a través de trampillas de inspección/endoscopio: Inspeccione los engranajes en busca de defectos visibles:
- Diagnóstico de rodamientos:
- Inspección visual: Retire las tapas de los rodamientos (si es posible) e inspeccione las superficies exteriores de los rodamientos en busca de signos de sobrecalentamiento (decoloración) o fugas de grasa.
- Inspección de partes internas (a través de endoscopio o después del desmontaje): Busque:
- picaduras/picaduras: en pistas de rodadura o cuerpos rodantes.
- Corrosión: Restos de óxido debido a la presencia de agua en el lubricante.
- Desgaste del separador: Deformación o grietas del separador.
- Decoloración: Manchas oscuras que indican sobrecalentamiento.
- Comprobación manual:
- Compruebe el eje manualmente. ¿Se sienten irregularidades, mordiscos y rechinamientos?
- Compruebe el juego axial y radial con el indicador. Compare con los valores permitidos por el fabricante.
- SI se encuentran defectos o juego excesivo: Identifique la causa.
- Diagnóstico de desalineación, desequilibrio, debilitamiento:
- Comprobación de alineación:
- Desconectar el acoplamiento. Utilice un medidor de alineación láser (como el Easy-Laser XT770) para verificar la alineación del eje de entrada de la caja de cambios con el motor y el eje de salida con el mecanismo de trabajo.
- Registre los valores de desplazamiento radial y angular.
- Tolerancia: Normalmente desplazamiento radial <0,05 mm, desplazamiento angular <0,01 mm/100 mm.
- SI la desalineación excede las tolerancias: ajuste la posición del equipo.
- Verificación de desequilibrio:
- Esto requiere un equilibrio dinámico, que puede realizar un contratista o equipo especializado.
- El análisis de vibración SI indicó picos significativos a 1x rpm: posible desequilibrio del rotor del motor o del acoplamiento.
- Compruebe si los sujetadores están aflojados:
- Compruebe con una llave dinamométrica todos los sujetadores de la caja de cambios a la base, el soporte del motor y las tapas de los cojinetes.
- Compare los pares de apriete con las especificaciones del fabricante.
- SI se detectan sujetadores flojos: Apriételos al par deseado.
- Comprobación de alineación:
6. Matriz "Fallo - Causa"
Esta tabla le ayudará a relacionar rápidamente los síntomas observados con las causas y métodos de diagnóstico más probables.
Síntoma Causas probables (por probabilidad) prueba diagnóstica Resultado esperado al confirmar la causa. Ruido de engranaje - Desgaste/picaduras de engranajes
- Juego incorrecto
- Inconsistencia de engranajes
- Lubricante insuficiente o degradado
- Sobrecarga de la caja de cambios
- Análisis del espectro de frecuencias de vibración (GMF y bandas laterales)
- Inspección visual de engranajes (endoscopio)
- Medición de juego
- Análisis de lubricantes
- Picos altos en GMF y sus armónicos
- Defectos visibles (picaduras, desgaste) en los dientes.
- Juego fuera de los valores permitidos (>0,3 mm o <0,1 mm)
- Alto contenido de partículas metálicas (Fe, Cr) en el lubricante.
Golpeando, haciendo clic - Juego excesivo de engranajes/cojinetes
- Aflojamiento de sujetadores de caja de cambios/cimientos
- Daños a los elementos del embrague.
- Una grieta en la rueda dentada
- Medición del juego de rodamientos/engranajes
- Control dinamométrico de fijaciones.
- Inspección visual del embrague.
- Análisis de impacto en el espectro de vibraciones.
- Juego excesivo (radial/axial >0,15 mm)
- Pernos de fijación flojos
- Elementos de goma/plástico del embrague dañados
- Altos picos de vibraciones de impacto.
Lloriqueos, chillidos - Desgaste inicial de rodamientos
- Lubricación insuficiente en los rodamientos.
- Sobrecarga de la caja de cambios
- Apriete inadecuado de los rodamientos.
- Control por imágenes térmicas de conjuntos de rodamientos
- Análisis del espectro de frecuencias de vibración (componentes de alta frecuencia, frecuencias de rodamientos)
- Diagnóstico acústico con estetoscopio.
- Sobrecalentamiento local de rodamientos (>80°C)
- Aumento de la frecuencia de los rodamientos en el espectro.
- Un sonido agudo y estridente procedente del conjunto del cojinete.
Zumbido, ruido constante - Desalineación de ejes
- Desequilibrio de piezas giratorias (motor, embrague)
- Mal funcionamiento eléctrico del motor.
- Comprobación de alineación láser
- Análisis del espectro de frecuencia de vibración (picos a 1x, 2x rpm)
- Diagnóstico eléctrico del motor (si se sospecha)
- Desplazamiento radial/angular significativo de los ejes
- Picos altos en la frecuencia de rotación y sus armónicos.
- Frecuencias eléctricas características en el espectro de vibración.
Vibración general aumentada - Desajuste reductor-motor/reductor-carga
- Debilitamiento de la fijación de la caja de cambios a la base.
- Desequilibrio (si la caja de cambios tiene elementos que giran a alta velocidad)
- Desgaste de rodamientos o engranajes (en estado avanzado)
- Comprobación de alineación láser
- Control dinamométrico de fijaciones.
- Análisis del espectro de frecuencias de vibración.
- Inspección visual para conexiones sueltas.
- Inconsistencia que excede las tolerancias
- Pernos de anclaje flojos
- Incrementar el nivel general de vibración con una amplia gama de frecuencias.
Vibración con alta temperatura - Lubricante insuficiente o degradado
- Sobrecarga de la caja de cambios
- Desgaste de rodamientos
- Enganche inadecuado del engranaje
- Control de visión térmica/Pirometría
- Análisis de lubricantes
- Descripción general de los componentes internos
- Puntos calientes localizados (>90°C)
- Disminución de la viscosidad, alto índice de acidez del lubricante.
- Defectos de desgaste visibles en rodamientos/engranajes
7. Análisis de las causas fundamentales de las averías.
Comprender por qué ocurren las fallas es clave para una resolución y prevención efectivas de problemas.
7.1. Desgaste de engranajes (picaduras, desgaste abrasivo, desgaste)
- Por qué ocurre:
- Pitting: Fatiga de la superficie del metal debido a cargas repetidas. Se forman microfisuras debajo de la superficie, que luego se expanden y provocan la rotura de trozos de metal. Acelera bajo cargas elevadas, dureza superficial insuficiente y mala calidad del lubricante.
- Desgaste abrasivo: Penetración de partículas sólidas (suciedad, polvo, productos de desgaste) en el lubricante. Estas partículas se quedan atrapadas entre los dientes, provocando rayones y desgaste en las superficies de trabajo.
- Fretting: Destrucción de la superficie que se produce con pequeñas oscilaciones relativas de las piezas bajo carga. A menudo se asocia con un juego insuficiente, vibración o mala lubricación.
- Cómo confirmar: Inspección visual de los engranajes a través de un endoscopio o después del desmontaje. Análisis del lubricante para el contenido de partículas metálicas y ferrografía para determinar el tipo de partículas de desgaste. El análisis de vibraciones mostrará picos en el GMF y sus armónicos, a menudo con bandas laterales.
- Daños potenciales si no se abordan: El desgaste progresivo provocará cambios en la geometría de los dientes, aumento del juego, aumento del ruido y la vibración, lo que en última instancia puede provocar astillamiento de los dientes y fallas catastróficas del engranaje.
7.2. Desalineación de los ejes
- Por qué ocurre:
- Instalación incorrecta de la caja de cambios y del motor/carga.
- Deformación de la base o cimentación con el tiempo.
- Tensiones en tuberías o mecanismos conectados.
- Expansión térmica de componentes durante el funcionamiento.
- Cómo confirmar: Medición láser de la alineación entre los ejes del motor y la caja de cambios, así como la caja de cambios y la máquina de trabajo. El análisis de vibraciones mostrará picos dominantes a una velocidad del eje de 1x y 2x en las direcciones radial y axial.
- Daños potenciales si no se abordan: Esfuerzo excesivo en los rodamientos y sellos, lo que resulta en desgaste acelerado, sobrecalentamiento y fallas prematuras. También puede provocar un mayor desgaste del embrague.
7.3. Desgaste o daño del rodamiento
- Por qué sucede:
- Lubricante insuficiente o contaminado: Tipo de lubricante incorrecto, nivel insuficiente, oxidación excesiva o contaminación por partículas/agua.
- Sobrecarga: Funcionamiento de un rodamiento más allá de su capacidad de carga nominal.
- Instalación incorrecta: Daños durante la instalación (golpes, calentamiento incorrecto), apriete incorrecto.
- Inconsistencia: Cargas adicionales por inconsistencia.
- Corrosión: Por penetración de humedad.
- Cómo confirmar: Análisis de vibraciones (frecuencias características de los rodamientos: BPFI, BPFO, BSF, FTF), inspección térmica (sobrecalentamiento local), análisis de lubricante (contenido de metal, ferrografía), verificación manual de la holgura de los rodamientos. Inspección visual después del desmontaje.
- Daños potenciales si no se abordan: El desgaste progresivo de las pistas y pistas de rodadura provocará un mayor juego, sobrecalentamiento, aumento de la vibración y, finalmente, agarrotamiento o falla del rodamiento, lo que puede causar daños importantes al eje y los engranajes.
7.4. Lubricante insuficiente o degradado
- Por qué ocurre:
- Intervalo de reemplazo incorrecto: El lubricante no se reemplaza a tiempo, lo que provoca su oxidación y pérdida de propiedades.
- Tipo de lubricante incorrecto: Uso de lubricante con viscosidad o aditivos incorrectos.
- Contaminación: Entrada de agua, polvo, productos de desgaste a través de juntas dañadas o ventilación.
- Nivel de lubricación insuficiente: Fugas o llenado insuficiente.
- Cómo confirmar: Análisis del lubricante (viscosidad, TAN, contenido de agua, ferrografía). Inspección visual del nivel y color del lubricante. Control de imágenes térmicas (aumento de temperatura debido al aumento de fricción).
- Posibles daños si no se abordan: La pérdida de las propiedades protectoras del lubricante provoca un desgaste acelerado de engranajes, cojinetes y sellos debido al aumento de la fricción, el sobrecalentamiento y la corrosión. Esta es una de las causas más comunes de fallas en la caja de cambios.
7.5. Aflojamiento de fijaciones
- Por qué ocurre:
- Par de apriete incorrecto durante la instalación.
- Vibración durante el funcionamiento, lo que provoca que se desenrosque automáticamente.
- Ciclos térmicos.
- Deformación de la fundación.
- Cómo confirmar: Inspección visual y control dinamométrico de todos los tornillos de fijación de la caja de cambios a la base, tapas de cojinetes. El análisis de vibraciones puede mostrar amplitudes aumentadas a 1x, 2x, 3x rpm.
- Posibles daños si no se abordan: Aumento de la vibración de toda la unidad, tensiones adicionales en los componentes, que pueden provocar la destrucción de los cimientos, la carcasa de la caja de cambios, fallas de los acoplamientos y desgaste acelerado de los componentes internos.
8. Procedimientos de solución de problemas paso a paso
Los siguientes procedimientos son generales. Consulte siempre los manuales del fabricante del equipo para conocer los valores y pasos específicos.
8.1. Solución de problemas relacionados con los engranajes
- Seguridad: Detenga el equipo, realice LOTO (bloqueo/etiquetado) de acuerdo con DSTU EN 1037.
- Drenaje de la grasa: Drene la grasa vieja en un recipiente limpio para su eliminación o análisis posterior.
- Acceso: Retire las cubiertas o secciones de la caja de engranajes para proporcionar acceso a los engranajes. Utilice medios de elevación si es necesario.
- Inspección detallada: Inspeccione cuidadosamente todos los engranajes en busca de picaduras, astillas, grietas, desgaste excesivo o rebabas. Documente todos los daños.
- Medición del juego (Backlash):
- Coloque un indicador tipo reloj perpendicular a la parte superior del diente.
- Bloquee una rueda. Gire con cuidado la rueda adyacente hacia adelante y hacia atrás, registrando el recorrido libre máximo.
- Compare con los valores permitidos por el fabricante (normalmente 0,15-0,30 mm).
- Reparación/Reemplazo:
- Picadas/desgaste menores: Es posible esmerilar o pulir (depende del tipo de engranaje y la capacidad). Consulte al fabricante.
- Picadas/astillas/fisuras significativas: Los engranajes dañados DEBEN ser reemplazados. Solicite repuestos originales UNITEC Categoría "Z" a través de https://www.unitecd.com/e-catalog/.
- Ajuste del juego: Al reemplazar o después de una reparación importante, establezca el juego correcto usando arandelas de ajuste o moviendo los conjuntos de cojinetes de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
- Limpieza: Limpiar a fondo las cavidades internas de la caja de cambios de partículas metálicas y suciedad.
- Montaje: Monte la caja de cambios siguiendo los pares de apriete (por ejemplo, 80-120 Nm para los tornillos de la tapa) y la secuencia especificada en el manual del fabricante.
- Rellenar con grasa: Rellene con grasa nueva recomendada por el fabricante (ISO VG 220-460 para la mayoría de las cajas de engranajes industriales) hasta el nivel correcto.
- Verificación: Haga funcionar la caja de cambios sin carga y luego gradualmente bajo carga. Realizar análisis de vibraciones, termografía y escucha con estetoscopio. Asegúrese de que no haya ruidos ni vibraciones anormales.
8.2. Solución de problemas relacionados con los rodamientos
- Seguridad: Detenga el equipo, realice LOTO.
- Drenaje de la grasa: Drene la grasa.
- Acceso y extracción:
- Desconectar los acoplamientos y todos los componentes conectados.
- Retire las tapas de los cojinetes y los sellos.
- Utilice extractores especiales (por ejemplo, SKF TMMD 100) para retirar de forma segura los rodamientos de los ejes o soportes. Evite impactos que puedan dañar el eje o los rodamientos nuevos.
- Inspección detallada: Inspeccione cuidadosamente los cojinetes de desmontaje para detectar picaduras, desgaste, corrosión o decoloración. Inspeccione los asientos en los ejes y en las carcasas para detectar deformaciones, grietas y marcas de deslizamiento.
- Reemplazo:
- Reemplace siempre los rodamientos en PARES (si funcionan en pares) o todos los rodamientos en un eje.
- Utilice rodamientos originales UNITEC Categoría "B".
- Montaje:
- Limpiar y engrasar ligeramente los asientos.
- Utilice un calentador de inducción (por ejemplo, SKF TIH 100M) para calentar el rodamiento a 80-110 °C (¡nunca supere los 120 °C!) para facilitar la instalación en el eje.
- Para la instalación en el estuche, utilice una prensa o herramientas de instalación adecuadas. Asegúrese de que la fuerza se aplique solo en el extremo del anillo que tiene tensión.
- Compruebe si hay distorsión.
- Instalación de sellos: Reemplace todos los sellos del eje y la cubierta.
- Montaje y apriete: Monte los conjuntos de cojinetes con los pares de apriete de los pernos de tapa (por ejemplo, 50-70 Nm).
- Rellenar con grasa: Rellenar con grasa nueva.
- Verificación: Realizar verificaciones según lo especificado en la Cláusula 8.1, Cláusula 11.
8.3. Corrección de la ignorancia
- Seguridad: Detenga el equipo, realice LOTO.
- Desconexión de acoplamientos: Desconecte todos los acoplamientos.
- Comprobación preliminar:
- Compruebe la limpieza de las superficies de apoyo del motor y de las patas del tren.
- Asegúrese de que no queden "patas blandas" (fijación inestable de una de las patas a la base). Mida los espacios debajo de las piernas con antenas. Si el espacio es >0,05 mm, agregue cuñas de calibración.
- Medición láser:
- Instale el sistema de nivelación láser (por ejemplo, Easy-Laser XT770) según las instrucciones del fabricante.
- Mida la desalineación inicial (vertical y horizontal).
- Ajuste:
- Ajuste vertical: Agregue o retire calzas debajo de las patas de la unidad móvil (generalmente el motor) para lograr la altura requerida.
- Ajuste horizontal: Mueva la unidad móvil hacia la izquierda/derecha sobre su base.
- Compruebe y vuelva a medir: Después de cada ajuste, apriete los pernos de montaje (por ejemplo, 100 Nm) y vuelva a medir la desalineación hasta que esté dentro de las tolerancias (desalineación radial <0,05 mm, desalineación angular <0,01 mm/100 mm).
- Montaje de acoples: Conecte los acoples, asegurándose de que sus elementos estén en buen estado.
- Verificación: Realizar un análisis de vibraciones. Una disminución en las amplitudes a 1x y 2x la frecuencia de rotación confirmará un ajuste exitoso.
9. Precauciones
El mantenimiento regular y proactivo es la mejor manera de prevenir fallas inesperadas y extender la vida útil de las cajas de cambios.
La causa raíz Estrategia de prevención Método de seguimiento Intervalo recomendado Desgaste del engranaje - Uso de lubricante de alta calidad y viscosidad adecuada (ISO VG).
- Análisis periódico del lubricante.
- Prevención de sobrecarga de engranajes.
- Correcta instalación y ajuste del juego.
- Análisis de lubricantes (ferrografía, contenido de metales)
- Monitoreo de vibraciones (análisis espectral GMF)
- Inspección visual a través de trampillas de inspección (endoscopio)
- Análisis de lubricante: Anualmente o cada 2000 horas (dependiendo de las condiciones)
- Monitoreo de vibraciones: Trimestral o cada 1000 horas
- Inspección visual: cada 2-3 años durante reparaciones importantes
Desalineación de ejes - Alineación láser precisa durante la instalación y después de la reparación.
- Inspección periódica de los cimientos y sujetadores.
- Eliminación de "patas blandas".
- Monitoreo de vibración (picos a 1x, 2x rpm en direcciones axial/radial)
- Comprobación de alineación planificada (alineación láser)
- Monitoreo de vibraciones: Trimestral
- Verificación de alineación: cada 3 a 5 años o después de cualquier reparación de cimientos/soportes
Desgaste o daño de los rodamientos - Uso de rodamientos de calidad (por ejemplo, FAG, SKF, TIMKEN)
- Instalación correcta (sin golpes, mediante calefacción)
- Lubricación óptima e intervalos de lubricación.
- Prevención de contaminación por grasas (sellos de calidad).
- Monitoreo de vibraciones (frecuencias características de los rodamientos)
- Control de imágenes térmicas
- Análisis de lubricantes (contenido de metales)
- Diagnóstico acústico
- Monitoreo de vibraciones: Trimestral
- Control de imágenes térmicas: Mensual o trimestral
- Análisis de lubricante: Anualmente
Insuficiencia o degradación del lubricante - Cumplimiento de los intervalos de cambio de aceite de acuerdo con las recomendaciones del fabricante (ISO 4405, ISO 4406).
- Uso de grasa con viscosidad y aditivos adecuados.
- Control periódico del nivel de aceite.
- Garantizar la integridad de los sellos.
- Análisis de lubricantes (viscosidad, contenido de agua, TAN, ferrografía)
- Control visual del nivel y estado del lubricante.
- Control de imágenes térmicas
- Análisis de lubricación: Anual o cada 2000 horas
- Control visual: Semanal/mensual
- Reemplazo de lubricante: Cada 1-3 años (dependiendo del tipo de lubricante y condiciones de operación)
Sujetadores sueltos - Usar pares de apriete adecuados durante la instalación.
- Uso de contratuercas o retenedores de rosca (si se proporcionan).
- Control periódico del apriete de los tornillos.
- Inspección visual
- control dinamométrico
- Monitoreo de vibraciones (cambios en el nivel general, picos a 1x, 2x rpm)
- Inspección visual: Mensual
- Control dinamométrico: Anualmente o durante el mantenimiento programado
10. Repuestos y componentes
Es importante tener acceso a repuestos de calidad para una resolución de problemas rápida y eficiente. UNITEC-D GmbH es un proveedor fiable de componentes originales y analógicos para cajas de cambios industriales.
Descripción de la pieza Especificación/Ejemplo cuando reemplazar Categoría UNITEC Rodamientos (de bolas/de rodillos) SKF 22222 EK, FAG 23130 CC/W33 Cuando se detecta desgaste, picaduras, ruido, sobrecalentamiento, luego de alcanzar la vida útil estimada (L10) Categoría "B" (Rodamientos) ruedas dentadas Material 18KHGT, dureza 58-62 HRC Con importantes picaduras, astillas, grietas, desgaste excesivo de los dientes. Categoría "Z" (Engranajes) Ejes (entrada/salida) Acero 40X, precisión H7 En caso de grietas, dobleces, desgaste excesivo de los asientos debajo de los cojinetes/sellos Categoría "V" (Ejes) Sellado de ejes (puños) NBR, FKM (Viton) para altas temperaturas Al detectar fugas de lubricante, endurecimiento, grietas, desgaste. Categoría "U" (Sellos) Acoplamientos y sus elementos. Casquillos de goma, discos, anillos dentados. Cuando está agrietado, deformado, excesivamente desgastado o dañado Categoría "M" (Acoplamientos) Lubricante para cajas de cambios ISO VG 220, 320, 460 (por ejemplo, Mobilgear 600 XP) Según el calendario de sustitución o según los resultados del análisis del lubricante. Categoría "L" (Lubricantes) Filtros de aceite El grado de filtración es de 10-25 micras. Según el calendario de reposición o en caso de mayor contaminación. Categoría "F" (Filtros) Para solicitar repuestos de calidad que cumplan con los más altos estándares, consulte el catálogo electrónico de UNITEC-D en: https://www.unitecd.com/e-catalog/. Garantizamos el cumplimiento de los estándares de calidad europeos y la pronta entrega.
11. Enlaces
- DSTU ISO 10816-3:2006 (ISO 10816-3:1998, IDT) Vibración mecánica. Evaluación de vibraciones de máquinas a partir de los resultados de mediciones en piezas no giratorias. Parte 3. Máquinas industriales con potencia nominal superior a 15 kW y velocidades nominales desde 120 rpm hasta 15000 rpm durante mediciones in situ.
- DSTU EN 1037:2003 (EN 1037:1995, IDT) Seguridad de las máquinas. Prevención de arranque inesperado.
- DSTU ISO 4405:2005 (ISO 4405:1991, IDT) Actuadores volumétricos hidráulicos y neumáticos. líquidos Determinación del grado de contaminación en peso.
- ISO 4406:2017 Potencia de fluidos hidráulicos. Fluidos. Método para codificar el nivel de contaminación por partículas sólidas.
- Manuales de operación y mantenimiento de fabricantes de equipos (Manuales OEM).
- Lineamientos internos de UNITEC para mantenimiento y reparación de equipos industriales.
- Análisis del lubricante: