Causas de Falla en Rodamientos: Diagnóstico y Soluciones

Quizás uno de los elementos más comunes en una planta industrial son los rodamientos. Y son justamente los rodamientos uno de los elementos más expuestos a fallas debido a malas prácticas o condiciones desfavorables.

Es por ello que en este artículo veremos las primeras causas de falla de una serie que iremos publicando en las siguientes semanas. Verás que cada una de las causas tendrá las soluciones prácticas que podrás aplicar.

1. Lubricación Deficiente o Excesiva

Lubricación con grasa

Consideraciones durante el primer llenado o el arranque:

• La grasa debe llenar el 100% del rodamiento y hasta la parte inferior del eje en el soporte (de 1/3 a 1/2).
• Si la cavidad del soporte a lo largo del rodamiento es pequeña, es posible que sea
  necesario reducir ligeramente la cantidad de grasa para evitar el sobrecalentamiento por batido.

Acciones durante el funcionamiento del equipo:

• Comprueba si hay desgaste, daño y fugas en los sellos.
• Comprueba que no exista bloqueo en la purga de grasa.
• Puedes realizar inspecciones de temperaturas con pirómetros o cámaras termográficas. Una deficiente lubricación también genera un aumento de la temperatura.

Acciones durante la relubricación:

• Asegúrate de que el intervalo de relubricación es correcto (no demasiado largo).
• Asegúrate de que la grasa nueva penetra en el rodamiento.
• Para asegurarte de que estás aplicando la cantidad correcta de grasa, puedes utilizar instrumentos de inspección por ultrasonido.

Lubricación con baño de aceite

Consideraciones durante el primer llenado, rellenado o parada:

• El nivel del baño de aceite debe estar en la mitad del elemento rodante más bajo
  durante la parada.

Acciones durante el funcionamiento

• Asegúrese de que el soporte esté correctamente ventilado para evitar la
  contrapresión, que puede causar el mal funcionamiento de los lubricadores
  automáticos.
• Compruebe si hay desgaste, daño y fugas en los sellos.
• Compruebe si hay fugas en el soporte partido y aplique una capa fina de cemento
  de juntas, de ser necesario.

2. Lubricante Incorrecto

Realiza las siguientes acciones

• Revisa la aplicación para determinar la viscosidad correcta del aceite base (grasa,
  aceite) y la consistencia (grasa) requerida para las condiciones específicas de
  funcionamiento.
• El contacto metal-metal puede llevar a calor excesivo y desgaste prematuro; en
  última instancia, a niveles de ruido más altos.
• Compruebe la miscibilidad si se ha cambiado el tipo de grasa o de aceite.
• Compruebe la consistencia de la grasa.
• Compruebe la viscosidad de funcionamiento.

3. Sistema de Lubricación Incorrecto

Acciones que debes realizar:

• Revise la velocidad de funcionamiento y mida la temperatura de funcionamiento.
• Determine si se utiliza un sistema de lubricación adecuado.
• Cambiar de grasa a aceite puede ser una solución sencilla.
• Cambiar de lubricación por baño de aceite a circulación de aceite puede ser una solución.
• Agregar un enfriador auxiliar a un sistema de lubricación de aceite existente también puede evitar muchos problemas relacionados con el calor.
• Consulte con SKF o con el fabricante del equipo los requerimientos específicos.
• Consulte los valores de velocidad nominal incluidos en la guía de producto del fabricante. Los valores de referencia de SKF y las velocidades límite están disponibles en línea en www.skf.com/bearings.}

4. Los Sellos Están Muy Ajustados

Acciones que debes realizar:

• Reemplaza el sello con uno que tenga la tensión correcta. En forma alternativa, mecaniza el eje para obtener la tensión correcta para el actual sello tipo resorte.
• Asegúrate de que los sellos estén correctamente lubricados.
• Comprueba si hay desgaste en los labios de los sellos.
• Los sellos de fieltro se deben remojar en aceite caliente antes de instalarlos.

5. Múltiples Sellos en Una Disposición de Rodamientos

Ten en cuenta las siguientes consideraciones:

• Si se utilizan múltiples sellos de contacto para ayudar a excluir contaminantes, se incrementarán la fricción y el calor.
• Antes de agregar sellos adicionales a una aplicación, se deben considerar los efectos térmicos en el rodamiento y el lubricante.
• Además, se debe considerar la energía adicional que se requiere para girar el equipo.

6. Desalineación de los Sellos Exteriores (Soporte)

Consideraciones que debes tener en cuenta durante el montaje:

• Toda desalineación del eje relativa al soporte o al sello del soporte puede causar el rozamiento de un sello no rozante o del tipo laberinto. Esta condición puede elevar las temperaturas, incrementar los niveles de ruido y acelerar el desgaste durante el período inicial de puesta en marcha. También compromete la integridad del sellado, generando de esta manera un inicio de falla en rodamientos.

Acciones que debes realizar:

• Comprueba la alineación, y corríjela de ser necesario.
• Si no se puede evitar la desalineación, puede haber necesidad de incrementar el juego o los intersticios entre los sellos exteriores.

7. Velocidad de Funcionamiento Demasiado Alta Para los Sellos de Contacto del Rodamiento

Consideraciones que debes tener en cuenta:

• Los labios de sellos tienen velocidad límite. Si la velocidad de funcionamiento excede dicho límite, causará daño de los labios de sellos y fuga de grasa del rodamiento.
• Si se incrementó la velocidad de funcionamiento, o si se utiliza un rodamiento con un sello diferente, compruebe que el sello del rodamiento pueda tolerar la velocidad.
• Los sellos de contacto generarán más calor que los sellos de baja fricción, las protecciones o los rodamientos abiertos.

8. Sellos Sin Lubricación Apropiada

Consideraciones que debes tener en cuenta:

• Los sellos de contacto que funcionan en seco pueden agregar significativo calor al sistema. Esto también puede generar una falla en rodamientos.

Consideraciones que debes tener durante el montaje:

• Asegúrese de que los sellos estén correctamente lubricados en el arranque de equipamiento nuevo o reconstruido.

Acciones que debes realizar durante la operación:

• Es normal que el lubricante del soporte fluya hacia afuera, hacia los sellos, y los lubrique automáticamente.
• Los sellos lubricados correctamente funcionarán a menor temperatura y crearán un sello eficaz, puesto que cualquier intersticio entre los contactos se llenará con una barrera de lubricante.
• La lubricación correcta también reducirá el desgaste prematuro de los sellos.
• Compruebe si hay desgaste o daño en los sellos.

9. Sellos Orientados en la Dirección Incorrecta que No Permiten Purgar la Grasa

Consideraciones durante el montaje:

• Según la aplicación, es posible que los sellos se tengan que orientar en una dirección específica, para permitir la purga del lubricante o para evitar la fuga de aceite.

Acciones que debes aplicar:

• Verifique los planos de la aplicación o contacte al fabricante del equipo para determinar la orientación correcta de los sellos en el equipo.

Consideraciones durante el funcionamiento:

• Los labios de sellos hacia arriba, por lo general, permitirán purgar el exceso de lubricante e impedir el ingreso de contaminantes.

Acciones que debe aplicar:

• Los sellos se deben orientar correctamente para retener la grasa y excluir los contaminantes del rodamiento.

10. Selección Incorrecta del Juego Interno Inicial del Rodamiento

Acciones que debes realizar:

• Verifique el envase, para asegurarse de que el juego interno del nuevo rodamiento cumple la especificación original de diseño.
• Si se sobrecalienta un rodamiento después de su reemplazo, y si la aplicación requiere mayor juego, contacte al servicio de ingeniería de aplicaciones de SKF para averiguar los efectos de un mayor juego en el equipo y en el rodamiento. Si esta no se atiende, la falla en rodamientos será constante.
• Compruebe todas las dimensiones, puesto que el desgaste de componentes puede influir en el juego.

11. El Material del Eje (y Soporte) se Expande Más que el Acero del Rodamiento

Si tienes este caso, aquí te damos algunas recomendaciones para el rediseño o la refabricación:

• En algunos casos, los materiales del eje y del soporte se podrían cambiar, por ejemplo, el eje de acero inoxidable para cumplir las normas alimentarias, o el soporte de aluminio para reducir el peso del equipo.
• Cuando el coeficiente de expansión térmica del material del eje es mayor que el del acero del rodamiento, se reduce aún más el juego interno radial. Por lo tanto, para ciertos materiales de acero inoxidable para ejes (serie 300), se requiere un ajuste de eje más flojo o un rodamiento con mayor juego interno radial, p. ej. CN a C3, C3 a C4, etc.
• Si utilizas un soporte fabricado en un material con coeficiente de expansión térmica mayor que el del acero del rodamiento, p. ej. aluminio, podrás necesitar un ajuste ligeramente más apretado para evitar que el aro exterior gire en el asiento del soporte.

Acciones:

• En ambos casos, podría ser necesario calcular el efecto del nuevo material del eje
  o soporte sobre el juego interno del rodamiento, y reemplazar el rodamiento.

12. Gran Diferencia de Temperatura Entre el Eje y el Soporte

Recomendaciones que debes tener durante el diseño:

• Debido al diseño, en las disposiciones de rodamientos, con frecuencia, la temperatura del aro interior es mayor que la del aro exterior. Por ejemplo, el eje de un motor eléctrico está relativamente caliente, y hace que el aro interior se expanda. La superficie de las tapas del motor que contienen los aros exteriores es bastante grande, lo que permite la disipación del calor, y así la diferencia de temperatura es significativa.

Consideraciones debes tener durante el funcionamiento:

• Una gran diferencia de temperatura entre el eje y el soporte reduce el juego interno del rodamiento, y puede dar lugar a un juego demasiado pequeño, incluso precarga, y causar altas temperaturas de funcionamiento.

Acciones que puedes realizar para prevenir las fallas en rodamientos:

• Compruebe las temperaturas del eje y soporte que estén más cerca del rodamiento.
• Si se justifica, seleccione un rodamiento con mayor juego interno para evitar la precarga, p. ej. CN a C3, C3 a C4, etc.

13. Calado Excesivo Sobre un Asiento Cónico

Consideraciones que debes tener durante el montaje:

• Montar un rodamiento con agujero cónico sobre un asiento cónico (eje o
  manguito) reduce el juego interno radial dentro del rodamiento.

Consideraciones que debes tener durante el funcionamiento:

• Los calados excesivos pueden resultar en muy poco juego interno, incluso en precarga. Esto provoca temperaturas de funcionamiento más altas.
• Los calados excesivos pueden resultar en tensiones circunferenciales demasiado altas en el rodamiento, que provocan grietas en el aro interior.

Acciones que puedes realizar para evitar las fallas en rodamientos:

• Rodamientos de bolas a rótula: Después de montar sobre el eje, compruebe si el aro exterior se puede girar con facilidad. De lo contrario, desmonte el rodamiento y comience el procedimiento de montaje desde el principio.
• Montaje de los rodamientos de rodillos a rótula y de los rodamientos de rodillos toroidales CARB: Compare el juego resultante después del montaje con el juego inicial del rodamiento (→ Catálogo SKF de Rodamientos de rodillos o Manual de mantenimiento de rodamientos SKF) para obtener los valores máximos de reducción del juego. Si el juego es insuficiente, desmonte el rodamiento y comience el procedimiento de montaje desde el principio. Para estar montaje será necesario utilizar tuercas hidráulicas.
• Al montar, utilice el método de calado de rodamientos SKF Drive-up o el método basado en el ángulo de apriete para los rodamientos de bolas a rótula; el método de calado de rodamientos o el de reducción de juego para los rodamientos de rodillos a rótula y los rodamientos toroidales CARB. El probado método de calado de rodamientos SKF Drive-up es una manera sencilla de alcanzar el juego de funcionamiento correcto sin utilizar galgas de espesores.

14. El Asiento del Rodamiento Está Fuera de Circularidad

Consideraciones durante el funcionamiento:

• El aro exterior de un rodamiento en un soporte fuera de circularidad o distorsionado (fijación ovalizada/estrechamiento) ocasiona juego reducido o precarga e incremento de la temperatura de funcionamiento.
• Esto se caracteriza con frecuencia por dos zonas de carga en el aro exterior, separadas a 180º.
• La fijación ovalizada (estrechamiento) también puede restringir el movimiento axial del rodamiento libre e inducir pesadas cargas axiales.

Acciones que debes realizar:

• Compruebe que la superficie de apoyo es plana, para evitar la pata coja. Las chapas calibradas deben cubrir el área total de la base del soporte.
• Asegúrese de que la superficie de apoyo del soporte es lo suficientemente rígida para evitar la flexión.
• Compruebe la circularidad (ovalidad) de los asientos del eje y del soporte. Repárelo de ser necesario.

15. Ajuste de Interferencia Excesivo del Eje o Diámetro del Asiento del Eje Sobredimensionado

Acciones que debes considerar durante el diseño:

• Con frecuencia se requiere un ajuste de interferencia entre el aro interior del rodamiento y el asiento del eje, aunque se expandirá el aro interior y se reducirá el juego interno del rodamiento.
• Considera que si el ajuste es demasiado apretado, puede resultar en un juego insuficiente para que funcione el rodamiento, o incluso en precarga. Esto conducirá a un rodamiento que funcione a alta temperatura.

Acciones que debes realizar:

• Compruebe que el rodamiento instalado tiene el juego interno correcto.
• Si el eje es nuevo o reacondicionado, comprueba con cuidado las dimensiones del asiento del rodamiento.
• Antes de tomar cualquier acción correctiva, compruebe las dimensiones del agujero del soporte.
• Si todas las dimensiones se ajustan a especificación, podría necesitarse un rodamiento con mayor juego interno.
• Nótese que el resultado probable de un ajuste de interferencia en el eje y en el soporte será el juego insuficiente para funcionar.

16. Ajuste de Interferencia Excesivo del Soporte o Diámetro del Asiento del Soporte Subdimensionado

Consideraciones que debes tener durante el diseño:

• Se puede necesitar un ajuste de interferencia entre el aro exterior del rodamiento y el asiento del soporte, pero comprimirá al aro exterior y reducirá el juego interno.
• Debes tener que cuenta que si el ajuste es demasiado apretado, puede resultar en un juego insuficiente para que funcione el rodamiento. Esto conducirá a un rodamiento que funcione a alta temperatura.

Acciones que debes tener en cuenta:

• Compruebe que el rodamiento instalado tiene el juego interno correcto.
• Si el rodamiento es nuevo o reacondicionado, comprueba cuidadosamente las dimensiones del asiento del rodamiento en su precisión de forma y dimensional. Rectifique otra vez el asiento del rodamiento al ajuste adecuado. De no ser posible, utilice un rodamiento con un juego interno más grande.
• Nótese que el resultado probable de un ajuste de interferencia en el eje y en el soporte será el juego insuficiente para funcionar.
• Nótese que, en caso de carga sobre el aro interior giratorio, un ajuste de interferencia en el soporte causará que el rodamiento “libre” quede fijo, induciendo una carga axial y calor excesivo.

17. Desalineamiento angular y paralelo

Consideraciones que debes tener:

• Todos los equipos con transmisión de ejes y poleas deben ser alineados.
• Tanto el desalineamiento angular y paralelo produce cargas adicionales sobre rodamientos y sellos, lo que incrementa la fricción y la temperatura y reduce su vida útil y la del lubricante.

18. Rodamientos de Contacto Angular Mal Instalados

Medidas de prevención.

• Los rodamientos de contacto angular deben ser montados en una posición específica para que trabajen adecuadamente. Por ejemplo los rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular solo pueden tolerar cargas axiales en una sola dirección. Si se instalan hacia atrás, será el resalte bajo del aro interior el que tolere la carga axial, lo que daña al rodamiento, incrementa el calor que este genera y lleva a su falla prematura.
• Considera siempre mantener entrenado a tu personal en actividades de mantenimiento que impidan este tipo de fallas por desconocimiento.

19. Desbalance

Puntos que debes considerar:

• El desbalance no solo es un modo que incremente los niveles de vibración estructural, de no resolverse, puede afectar también a los rodamientos.
• Una carga desequilibrada puede generar una carga sobre el aro interior giratorio que incrementa significativamente el calor que genera el rodamiento mientras incrementa la carga sobre el rodamiento.

Acciones que debes realizar

• Realizar una limpieza periódica en los elementos rotativos sometidos a desbalanceo. Muchas veces este modo de falla se produce solo por suciedad. En caso no baje el nivel de de vibraciones, deberás programan un balanceo dinámico.

20. Rodamientos con Carga Insuficiente

Consideraciones que debes tener en cuenta:

• Para proporcionar un funcionamiento satisfactorio y evitar las adherencias, todos los rodamientos de bolas y de rodillos siempre deben estar sometidos a una carga mínima dada.
• Si no se cumple el requisito de carga mínima, puede ocurrir deslizamiento. Esto genera calor y ruido excesivos. Las grasas extremadamente rígidas pueden contribuir a esta condición, en especial en entornos muy fríos.

21. Ajuste del Rodamiento Causa Precarga Excesiva

• Cuando se ajusta el juego axial o la precarga en una disposición de rodamientos, apretar en exceso el dispositivo de ajuste (tuerca de fijación) puede originar precarga excesiva y temperatura de funcionamiento excesiva.
• La precarga excesiva también incrementará el momento de fricción en los rodamientos.
• Ejemplo: rodamientos de rodillos cónicos o rodamientos de bolas de contacto angular con un rodamiento en cada extremo del eje.

Acciones recomendadas para evitar esta falla:

• Verifique con el fabricante del equipo los procedimientos de montaje correctos para fijar el juego axial o precarga en el equipo.
• Utilice un reloj indicador para medir el movimiento axial del eje antes y después del ajuste.

22. Los Contaminantes Sólidos Ingresan en el Rodamiento y Dañan las Superficies Rodantes

Los contaminantes pueden dañar las superficies de contacto del rodamiento, y así incrementan los niveles de ruido y vibraciones. En algunos casos, también pueden incrementarse las temperaturas.

Acciones recomendadas:

• Verifique la disposición de rodamientos para confirmar lo siguiente:
  – Se utilizó el sello correcto.
  – El sello se instaló correctamente.
  – No hay desgaste ni daño del sello, ni fuga de lubricante.
• Es posible que se tenga que acortar el intervalo de relubricación. Suministrar cantidades pequeñas de grasa nueva con mayor frecuencia puede ayudar a purgar la grasa contaminada de la cavidad del rodamiento/soporte.
• Considere reemplazar los rodamientos abiertos por los sellados.

23. Los Contaminantes Líquidos Reducen la Viscosidad del Lubricante

Los contaminantes líquidos reducen la viscosidad del lubricante, lo que puede ocasionar contacto metal-metal. Además, pueden causar la formación de herrumbre en las superficies de contacto del rodamiento. Estas condiciones provocan incremento de temperatura, de desgaste y de niveles de ruido.

Acciones recomendadas:

• Verifique los sellos del soporte para asegurarse de que pueden impedir de manera adecuada el ingreso de contaminantes líquidos. De forma alternativa, considere utilizar rodamientos sellados.
• Es posible que se tenga que acortar el intervalo de relubricación. Suministrar cantidades pequeñas de grasa nueva con mayor frecuencia puede ayudar a purgar la grasa contaminada de la cavidad del rodamiento/soporte.

24. Soltura Entre Aro Interior y el Eje

• La mayor parte de las aplicaciones tienen un eje giratorio donde la carga es unidireccional. Esta se considera una carga giratoria sobre el aro interior y requiere un ajuste apretado sobre el eje para evitar el movimiento relativo. El desempeño correcto de los rodamientos depende mucho de los ajustes correctos.
• Sin embargo, un aro interior puede deformarse o girar sobre el asiento de su eje si este está subdimensionado o desgastado.
• Esto ocasiona mayores niveles de ruido y vibración, y también desgaste.

Acciones que debe realizar:

Metalice y rectifique el asiento del eje al tamaño adecuado.

25. Deformación en el Asiento del Rodamiento

Tener en cuenta las siguientes consideraciones:

• La mayor parte de las aplicaciones tienen chumaceras donde la carga es unidireccional. Esta se considera una carga estacionaria sobre el aro exterior y, en la mayoría de las condiciones, el aro exterior se puede mantener en su lugar con un ajuste flojo.
• Sin embargo, un aro exterior puede deformarse o girar en el asiento de su soporte si el asiento está sobredimensionado o desgastado.
• Esto ocasiona mayores niveles de ruido y vibración, y también desgaste.

Recomendaciones que debes tener en cuenta:

• Metalice y rectifique el asiento del eje al tamaño adecuado.
• Para soportes grandes, podría ser una solución mecanizar el asiento a un diámetro más grande y utilizar un manguito de cartucho.
• Elimina los problemas desbalance, ya que a pesar de que tengas ajustes correctos, un desbalance excesivo y constante puede generar deformaciones en el asiento del rodamiento.

26. La Tuerca de Fijación No Fue Ajustada Correctamente

Consideraciones a tener en cuenta:

• Una tuerca de fijación floja puede causar que el rodamiento se desprenda de su asiento.
• A su vez, esto puede ocasionar que el aro interior gire sobre el asiento del eje.
• Esta condición puede incrementar los niveles de ruido y el calor que genera el rodamiento, pero también lleva a una mala posición del rodamiento.

Acciones que debes realizar:

• Apriete la tuerca de fijación para obtener la posición adecuada del aro interior (juego interno del rodamiento).
• Asegúrese de que la tuerca de fijación esté correctamente trabada, con la pestaña de una arandela de fijación, por ejemplo, cuando se completa el montaje.

27. El Rodamiento No Está Firmemente Sujeto Contra los Componentes de Contacto

A tener en cuenta:

• Un rodamiento que no esté firmemente sujeto contra un componente de contacto podría no alcanzar el juego interno o la precarga necesarios.
• Esta condición puede incrementar los niveles de ruido y tiene un impacto negativo sobre el desempeño del rodamiento.

Acción recomendada:

• Asegúrese de que el dispositivo de fijación posiciona a ambos rodamientos contra el resalte del eje o el espaciador

28. Chaflán (Radio Angular) Demasiado Grande

Puntos a tener en cuenta:

• Si el chaflán de un componente de contacto es demasiado grande, el rodamiento no tendrá el apoyo correcto.
• Esta condición puede distorsionar los aros del rodamiento.
• El rodamiento no alcanzará el juego interno correcto (precarga).

Acciones que debes realizar:

• Mecanice el chaflán para obtener el apoyo correcto.