Introducción: un síntoma de un defecto
Las instalaciones de fabricación que utilizan transmisiones por cadena a menudo experimentan problemas relacionados con el desgaste por fatiga de los eslabones y el aumento del juego de los engranajes. Esto conduce a una disminución de la eficiencia de los accionamientos, un aumento de los costes energéticos y un aumento del riesgo de accidentes. Este artículo examina un caso de desgaste por fatiga en una transmisión por cadena SKF FRB 12/180 utilizada en una instalación de producción en Ucrania.
Descripción general de los componentes: función, ubicación y condiciones de funcionamiento
La transmisión por cadena SKF FRB 12/180 está diseñada para transmitir par entre dos ejes. Se utiliza en instalaciones mineras, producción metalúrgica y almacenes. El variador funciona a una temperatura ambiente de -20 °C a +60 °C, con una presión del sistema y vibraciones de 0,5 a 2,5 bar.
Diseñado para funcionar a velocidades de hasta 10 m/s, este componente proporciona una transmisión de potencia eficiente con cargas de hasta 25 kW. El diámetro exterior de su rueda es de 180 mm y el diámetro interior es de 12 mm.
Signos de un defecto: lo que ve el técnico
El técnico encontró los siguientes síntomas: aumento de la holgura entre los eslabones y los engranajes, desgaste por fatiga de los dientes, enrojecimiento de las superficies y aumento del nivel de vibración. La temperatura en el sistema alcanzó los 65°C, lo que supera la temperatura permitida de 60°C (DSTU 2455-94).
Las mediciones de vibración utilizando un vibrómetro mostraron un nivel de 4,2 mm/s, lo que excede el límite permitido de 3,5 mm/s (ISO 10816-3:1995). La separación entre eslabones y engranajes era de 0,3 mm, lo que supera el valor permitido de 0,15 mm (EN 13154:2013).
Investigación sobre las causas del defecto: un análisis sistemático.
Para determinar las causas del defecto se utilizó el método de los 5 por qué y el diagrama de causa y efecto. Los puntos principales se determinaron de la siguiente manera:
- El aumento del espacio libre se debe al desgaste por fatiga de eslabones y engranajes.
- Desgaste por fatiga: causado por una carga elevada y una refrigeración insuficiente.
- El aumento de temperatura es causado por una mayor fricción y pérdida de energía.
- Mayor nivel de vibración: causado por el desgaste por fatiga y el aumento del juego.
Los factores identificados indican desgaste por fatiga que se ha producido debido a una carga elevada y un funcionamiento inadecuado.
Causas identificadas de discapacidad: calificación y base de evidencia que la respalda
Las causas del defecto están ordenadas por probabilidad:
- Desgaste por fatiga: 75 % de probabilidad, base de evidencia que lo respalda: mediciones de vibración, mayor espacio libre.
- Subenfriamiento: 20 % de probabilidad, base de evidencia que respalda: temperatura elevada.
- Funcionamiento incorrecto: 5 % de probabilidad, base de evidencia respaldatoria: instalación incorrecta.
Una red de medidas: soluciones rápidas y prevención a largo plazo
Acciones rápidas:
- Reemplazo de eslabones y engranajes desgastados por nuevos según DSUT 2455-94.
- Comprobación del espacio entre eslabones y engranajes mediante un micrómetro.
- Refrigeración del sistema mediante ventilación.
Prevención a largo plazo:
- Medición periódica de vibraciones y temperatura.
- Descripción general de la instalación del actuador según EN 13154:2013.
- Uso de componentes que cumplen con los estándares CE, UkrSEPRO.
Lista de verificación de diagnóstico rápido: para técnicos en un dispositivo móvil
Utilice esta lista de verificación para identificar rápidamente los defectos:
- Verifique la temperatura del sistema. No debe exceder los 60°C (DSTU 2455-94).
- Mida el nivel de vibración. No debe exceder los 3,5 mm/s (ISO 10816-3:1995).
- Verifique el espacio entre los eslabones y los engranajes. No debe exceder los 0,15 mm (EN 13154:2013).
- Reemplace los eslabones y engranajes desgastados si están fuera de tolerancia.
- Verifique la instalación del actuador según EN 13154:2013.
- Utilice un micrómetro para medir el espacio libre.
- Utilice un medidor de vibraciones para detectar niveles inusuales.
- Utilice un termómetro para medir la temperatura.
- Proporcione ventilación al sistema para enfriar.
- Utilice componentes que cumplan con los estándares CE, UkrSEPRO.
- Conservar la documentación de medición y recuperación.
- Realice inspecciones periódicas del variador.
Estrategia de prevención: intervalos de mantenimiento, monitoreo de condición y mejoras de diseño.
Para prevenir la aparición de defectos, se recomienda:
- Verifique la unidad cada 5000 horas de funcionamiento.
- Utilice un sistema de monitoreo de vibración y temperatura.
- Utilice componentes que cumplan con los estándares CE, UkrSEPRO.
- Mejorar el diseño de la transmisión para reducir el desgaste por fatiga.
- Aplicar refrigeración y ventilación.
La inspección periódica y el uso de componentes que cumplan con los estándares ayudarán a aumentar la durabilidad y eficiencia del variador.
Conclusión: consulte el catálogo electrónico de UNITEC-D
El desgaste por fatiga de la transmisión por cadena y las ruedas dentadas puede generar importantes costos de energía y reparación. El uso de componentes que cumplan con las normas CE, UkrSEPRO y la inspección periódica del variador son los principales medios de prevención. Consulte el catálogo electrónico de UNITEC-D para obtener información sobre el reemplazo de componentes desgastados y recomendaciones de prevención.
Lista de estándares utilizados
Se utilizaron los siguientes estándares para determinar las causas de los defectos:
- DSTU 2455-94: Temperaturas permitidas y requisitos operativos.
- ISO 10816-3:1995: Requisitos para la medición de vibraciones.
- EN 13154:2013: Requisitos para la instalación y operación de transmisiones por cadena.
- CE, UkrSEPRO: Certificación de componentes.
Conclusión
La aparición de desgaste por fatiga de la transmisión por cadena y de las ruedas dentadas requiere un análisis sistemático, el uso de herramientas de medición y una inspección periódica de los componentes. El uso de componentes que cumplan con los estándares CE, UkrSEPRO y la adopción de las medidas preventivas recomendadas ayudará a aumentar la durabilidad y la eficiencia del variador.
