El tema de las fallas de las cajas de engranes es muy amplio. Hay muchas fallas, patrones, parámetros de medición, opciones de análisis, y técnicas avanzadas. Las cajas de engranes vienen en muchos diseños. Pueden ser sencillas, complicadas, o muy complicadas, como las de las turbinas de viento. Pero si usted sigue una cierta metodología y entiende las diversas velocidades, acoplamientos, rodamientos, y todo lo demás, es posible detectar fallas en cajas de engranes complicadas. Aquí están algunas de las complicaciones que puedes ver al mirar dentro de una caja de engranes complicada.
Habrá múltiples ejes, significando múltiples velocidades de eje. Cada acoplamiento de engrane genera una sola frecuencia, pero también hay bandas laterales y múltiplos de esa frecuencia.
Una caja de engranes complicada genera una vibración complicada. Si el rodamiento tiene fallas, esas se oirán también. Quizás tienes un eje de alta velocidad y un eje de baja velocidad, y esto complica los parámetros de medición. Si hay muchos engranes, habrá muchas frecuencias de acoplamiento de engranes. Puede haber resonancia en la caja de engranes y en los engranes, resultando en picos no explicados. Puede haber fases de ensamble. Puede haber frecuencia de diente suplementario, donde dos dientes individuales se acoplan y crean vibración.
Usted va a querer buscar los modos de fallas y las causas raíz. Puede haber una alta carga en los engranes, desalineación, un eje doblado, o excentricidad. Igual como con todo análisis de vibración, necesita considerar la historia de vibración del componente, así como la historia de mantenimiento, para evaluar cuáles condiciones son más probables. Si detecta una falla en una nueva caja de engranes que recién fue instalada, es probable que sea una falla de manufactura. Pero si esta es una caja de engranes que ha estado operando en su planta varios años, entonces tendrá una historia que le debe mostrar cómo se desarrolló esa condición de falla.
Necesita entender los modos de falla de la caja de engranes y cómo cada una afectará la vibración. Investigue por qué tiene un eje doblado, o dientes rotos, u otra falla. Por ejemplo, si hay desalineación, o los agujeros en la caja de engranes no fueron perforados correctamente, inicialmente veremos algo de cambio en la vibración. Pero conforme los dientes comiencen a desgastarse, los engranes se mueven ligeramente, y la vibración cambiará con el tiempo.
Considere los diferentes tipos de engranes y cajas de engranes: recto, helicoidal, cónico, de tornillo sin fin, planetario, etc. Para los diferentes tipos de engranes, las frecuencias serán diferentes y las fuerzas serán diferentes. ¡Tenga esto presente al escoger lugares para medición—y mientras más, mejor, especialmente en las cajas de engranes críticas!
Considere la ruta de la transmisión. Al ir ocurriendo los acoplamientos dentro de los engranes, piense en cómo se transmiten esas vibraciones a la carcasa de los engranes, donde usted montará su acelerómetro. Y considere lo que esa transmisión le hará a la amplitud de la vibración. La amplitud puede ser bastante baja para una caja de engranes complicada. El sensor que use, el sitio donde monta el sensor, la manera cómo lo monta, y la parte electrónica y el procesador que está en recolector de datos, todo eso afectará los resultados que tenga ultimadamente.
Finalmente, considere la criticidad. En la mayoría de los casos, las cajas de engranes complicadas no le dan ningún margen para errores. Asegúrese de monitorear su caja de engranes con regularidad para que pueda detectar el desarrollo de cualquier falla. Siempre será mejor tener una temprana advertencia. Habrá consecuencias si falla la caja de engranes, pero también puede ser difícil de reemplazar. Se puede requerir semanas o meses para fabricar y embarcar. Asegúrese de suplementar el análisis de vibración con análisis de aceite y de partículas de desgaste.
