Cómo no lubricar una caja de cambios

Los datos de vibración obtenidos en una pequeña caja de engranajes helicoidales con tres ejes soportados por rodamientos de rodillos cónicos indicaron síntomas consistentes con una falla inminente del rodamiento. En este artículo se analiza el patrón de vibración que ayudó a identificar el problema relacionado con la lubricación.

Frecuencias de falla

Las fallas de las pistas tanto interior como exterior de los rodamientos estaban presentes en el espectro (Figuras 1 y 2). Se indicó un impacto aleatorio de gran magnitud en la forma de onda de tiempo (no mostrada). Una alarma mostró que los armónicos de orden inferior dominaban el espectro y sus magnitudes sugerían que la falla se encontraba en una etapa avanzada.

También se observó la modulación de una señal aleatoria por la frecuencia de la jaula en los datos de PeakVue (Figura 3). Se ha teorizado que debido a la operación en seco, tanto la pista interior como la exterior se desgastaron hasta el punto de que la geometría redonda de las pistas se vio comprometida. Además, la lubricación insuficiente provocó un aumento de la fricción entre los rodillos y la jaula. Debido a que la jaula lo sometió a la modulación, la fricción se hizo evidente en los datos de PeakVue.

Después de retirar de operación la caja de engranajes y desmontarla, se observó que todo el espacio de la caja de engranajes estaba lleno con grasa del tipo que se usa principalmente en engranajes abiertos, pero no había lubricante en las áreas de los rodamientos (Figura 4).

Resultados del desgaste metálico

El diagnóstico se confirmó al observar el daño sufrido por el rodamiento del eje de entrada. Había mucho desgaste en la pista exterior (Figura 5). Una superficie rugosa no fue el único resultado del desgaste del metal. También se desarrolló una ranura de hasta 0.015 pulgadas de profundidad en la trayectoria de los rodillos.

La pista interior exhibió un patrón similar (Figura 6). No se observaron picaduras ni desconchados en la superficie. La jaula también estaba excesivamente desgastada y se rompió en varios lugares. Esto, junto con el menor diámetro de la pista interior, comprometía la separación de los rodillos (Figura 7).

Un usuario observador podría preguntarse por qué se utilizó grasa en una caja de engranajes en lugar de aceite. Considere este escenario de invierno: al intentar calentar la habitación, sube el termostato en lugar de cerrar la puerta para retener el calor. Tratar con un síntoma en lugar de atacar la causa raíz sigue siendo un enfoque común para solucionar problemas.

En este caso, el esquema de lubricación fue diseñado para operar por salpique de aceite, pero con el tiempo, el sello del eje comenzó a tener fugas. Para evitar que fugara el aceite, se ajustaron las propiedades de flujo del lubricante para el sello con fugas drenando el aceite y llenando todo el espacio de la caja de engranajes con grasa.

La grasa en el área del rodamiento funcionó casi satisfactoriamente, posiblemente un poco más caliente de lo normal mientras estuvo presente, pero una vez que se agotó la carga inicial, no se pudo reabastecer de lubricante, incluso habiendo exceso de grasa en la caja de engranajes. Lo mismo pasó con la lubricación de los engranajes.

Hacer modificaciones de lubricación sin considerar el esquema de lubricación podría ser perjudicial para usted y su maquinaria.

Un adecuado entrenamiento en Lubricación de Maquinaria y Análisis de Aceite le permitirá enfocarse en la solución del problema aplicando el mantenimiento proactivo, con el enfoque a la causa raíz.

Sobre el Autor:

David Gluzman es ingeniero de confiabilidad certificado (CRE) de Temple-Inland Corporation, una empresa de fabricación enfocada en empaques corrugados y productos de construcción. Gluzman también posee certificaciones de Técnico en Lubricación de Maquinaria Nivel II por el Consejo Internacional para la Lubricación de Maquinaria (ICML).

David Gluzman, Temple-Inland. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América