Predecir fallos de rodamientos y optimizar espesor de película de lubricación

Los rodamientos de motores eléctricos son un componente crítico de cualquier operación industrial. Mantenerlos —ya sea relubricando o reemplazando— asegura rendimiento ininterrumpido y protege la línea de fondo.

Prolongar la vida de motores eléctricos ahorra dinero y evita las costosas sorpresas que surgen cuando un rodamiento falla. El monitoreo de condición —usando ultrasónicos, temperatura, vibración o análisis de pulso de choque— es esencial para una gestión de activos confiable.

La lubricación es la primera línea de defensa. La película de aceite o grasa que separa los elementos rodantes de las pistas mantiene un rodamiento funcionando suavemente. Sin un espesor de película adecuado, el desgaste se acelera y ocurren fallos.

Espesor de Película de Lubricación: Qué Importa

Persisten debates sobre cuánto lubricante usar, con qué frecuencia aplicarlo y qué productos son mejores para un rodamiento dado. La Figura 1 ilustra los parámetros clave que influyen en la calidad y espesor de la película, incluso en rodamientos "sellados de por vida". Saber cuánto lubricante queda en una unidad sellada puede marcar la diferencia entre tiempo de actividad y paradas no programadas.

Distinguir entre daño superficial e espesor de película insuficiente es una diferencia medible y accionable. Cuando se puede cuantificar la película, se pueden predecir fallos antes de que ocurran.

Figura 1. Parámetros clave que afectan el espesor de la película de lubricación en rodamientos de elementos rodantes.

Caso de Estudio 1 – Maxim Corporation

• Lavador que limpia agua contaminada antes del vertido.
• Cuatro motores de ¾-hp con bombas de impulsor "C" integral en tubería PVC.
• Todos los motores operaban simultáneamente (Figura 2).

Durante una inspección rutinaria, se detectó un fuerte ruido de rodamiento, pero su fuente no era clara. Una medición rápida reveló un rodamiento 6204.2RS sellado fallado que costaba solo $9. Después de que el rodamiento se congelara y disparara el motor, la capacidad de la planta cayó un 25%. Un inspector de la EPA descubrió que el tratamiento de agua no cumplía estándares de vertido, resultando en una multa de $32,000. Si el monitoreo de condición hubiera estado en lugar, el tiempo de inactividad y la multa se habrían evitado.

Figura 2. Cuatro motores impulsando el lavador de agua.

Caso de Estudio 2 – Laprino Foods

• Motor ABB de 700-hp impulsando un ventilador de deshidratación de leche.

ABB recomienda monitoreo de pulso de choque para sus motores. Un motor nuevo falló dentro de garantía cuando su rodamiento se congeló y torció el eje —ninguna lubricación había entrado al rodamiento. Los registros de mantenimiento confirmaron que el engrase había seguido el programa, pero un error de fabricación había desalineado la vía de grasa, impidiendo que el aceite llegara al rodamiento. Al aplicar grasa directamente al engrasador mientras el motor funcionaba, el sistema confirmó que el lubricante alcanzaba el rodamiento y midió el espesor de película con precisión.

ABB honró la garantía, reparó el motor e instaló un sistema de monitoreo en línea (MG-4) que ahora rastrea continuamente la salud del rodamiento.

Figura 3. Motor ABB equipado con sistema de monitoreo en línea.

Caso de Estudio 3 – Evanite Fiber Corporation

• Motor de 125-hp impulsando un ventilador de escape para un proceso de filtro de vidrio hilado.
• El problema involucraba un rodamiento de eje de ventilador, no el motor en sí.

Una falla de instalación común que reduce el espesor de película es el apriete excesivo del adaptador cónico en un rodamiento de rodillos esféricos de doble fila en un bloque de almohada. El apriete excesivo elimina el juego interno, forzando al rodamiento a una condición de bajo espesor de película. Incluso con lecturas de vibración normales, la confiabilidad del equipo se ve comprometida. Medir el espesor de película al arranque, sin establecer una línea base, puede exponer este problema oculto.

Figura 4. Adaptador cónico sosteniendo un rodamiento de rodillos esféricos de doble fila.

Caso de Estudio 4 – Superior Lumber Company

• Motor de 25-hp impulsando una orladora en un aserradero.

Los motores montados en pie, montados verticalmente, experimentan cargas de empuje más altas y pueden perder lubricante a través de las caras abiertas o blindadas del rodamiento. Un rodamiento sellado de lado retiene lubricante en la mitad inferior, pero todas las bolas cargan en un lado, aumentando tensiones radiales y de empuje. En esta orientación, lubricación más frecuente que el programa del fabricante puede ser necesaria.

Figura 5. Rodamiento de motor montado verticalmente experimentando cargas de empuje aumentadas.

Conclusión

Medir el espesor de la película de lubricación es indispensable para la gestión de activos y la confiabilidad de máquinas. La detección temprana de sub- o sobre-lubricación, selección incorrecta de lubricante, fallas de instalación o contaminación permite intervenir antes de que un rodamiento falle.

Incluso un rodamiento sellado puede perder su película protectora; conocer su espesor le permite aplicar lubricación solo cuando realmente se necesita. Sistemas de lubricación automática, guiados por datos de espesor de película en tiempo real, pueden entregar la cantidad óptima de lubricante en el momento preciso. Esta práctica no solo extiende la vida del rodamiento sino que también protege su línea de fondo.