La inspección y el control de los rodamientos por ultrasonidos es, con mucho, el método más fiable para detectar fallos incipientes en los rodamientos y condiciones como la falta de lubricación. La advertencia ultrasónica aparece antes de un aumento de la temperatura o un incremento de los niveles de vibración de baja frecuencia. La inspección ultrasónica de los rodamientos es útil para reconocer:
- El comienzo del fallo por fatiga.
- El desgaste de las superficies de los cojinetes.
- Inundación o falta de lubricante.
En los rodamientos de bolas, a medida que el metal de la pista de rodadura, el rodillo o los elementos de la bola comienzan a fatigarse, se produce una sutil deformación. Esta deformación del metal producirá superficies irregulares, lo que provocará un aumento de la emisión de ondas sonoras ultrasónicas.
Un cambio en la amplitud de la lectura original es una indicación de un incipiente fallo del rodamiento. Cuando una lectura excede una lectura de referencia en 8 dB sin un cambio sustancial en la calidad del sonido, puede indicar falta de lubricante. Si la lectura excede la línea base en 12 dB, se puede asumir que el rodamiento ha entrado en el inicio del modo de fallo.
Esta información fue descubierta originalmente a través de la experimentación realizada por la NASA en los rodamientos de bolas. En las pruebas realizadas mientras controlaban los rodamientos a frecuencias que iban de 24 a 50 kHz, encontraron que los cambios en la amplitud indican un incipiente (el inicio de) fracaso de los rodamientos antes que cualquier otro indicador, incluyendo los cambios de calor y vibración. Un sistema ultrasónico basado en la detección y el análisis de las modulaciones de las frecuencias de resonancia de los rodamientos puede proporcionar una sutil capacidad de detección, mientras que los métodos convencionales son incapaces de detectar fallos muy leves. Cuando una bola pasa sobre un foso o una falla en la superficie de la carrera, produce un impacto. La resonancia estructural de uno de los componentes del rodamiento vibra o “suena” por este impacto repetitivo. El sonido producido se observa como un aumento de amplitud en las frecuencias ultrasónicas monitoreadas del rodamiento. La calidad del sonido de estos cambios también se puede escuchar a través de los auriculares.
La dureza de las superficies de rodamiento producirá un aumento similar de la amplitud debido al proceso de aplanamiento a medida que las bolas salen de la circunferencia. Estos puntos planos también producen un zumbido repetitivo que se detecta como un aumento de la amplitud de las frecuencias monitoreadas.
Las frecuencias ultrasónicas detectadas por un traductor ultrasónico como el Ultraprobe®, se reproducen como sonidos audibles. Esta señal “heterodinada” puede ayudar enormemente al usuario a determinar los problemas de rumbo. La señal heterodinada puede ser analizada a través de un software de análisis espectral o conectando el instrumento a un analizador de vibraciones. Al escuchar, se recomienda que el usuario se familiarice con los sonidos de un buen rodamiento.
Un buen rodamiento se escucha como un ruido de apuro o silbido. El crujido o los sonidos ásperos indican un rodamiento en la etapa de falla. En ciertos casos, una bola dañada puede ser escuchada como un chasquido, mientras que un sonido áspero y uniforme de alta intensidad puede indicar una pista dañada o un daño uniforme en la bola. Los sonidos fuertes de chasquido, similares al de un buen rodamiento, pero ligeramente más ásperos, pueden indicar falta de lubricación. Los aumentos de corta duración del nivel de sonido con componentes “ásperos” o “rayados” indican que un elemento rodante golpea un punto “plano” y se desliza sobre las superficies del rodamiento en lugar de girar.
Si se detecta alguna de estas condiciones, se deben programar exámenes más frecuentes. Deberían recogerse datos para anotar y tender los aumentos de decibelios. Además, el sonido del rodamiento debe ser analizado usando un software de análisis espectral o conectando el instrumento de ultrasonido a un analizador de vibraciones.
