implementacion de manual skf
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en este documento trae consigo los tipos de rodamientos, como tambien los parametros a calcular para su seleccion como vida de servicio veloidades a las que puede trabajar etcTRANSCRIPT
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UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinacin de Ingeniera Mecnica
DISEO, DESARROLLO E IMPLEMENTACIN DE UN CATLOGO DE
APLICACIONES INDUSTRIALES SKF
Por:
Br. Andrena Margarita Felix Montero
Sartenejas, Enero de 2006
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UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinacin de Ingeniera Mecnica
DISEO, DESARROLLO E IMPLEMENTACIN DE UN CATLOGO DE
APLICACIONES INDUSTRIALES SKF
Por
Andrena Margarita Felix Montero
Realizado con la Asesora de
Tutor Acadmico: Prof. Carlos Graciano
Tutor Industrial: Ing. Franklin Coronado
INFORME FINAL DE PASANTA LARGA
Presentado ante la Ilustre Universidad Simn Bolvar
como requisito parcial para optar al ttulo de
Ingeniero Mecnico
Sartenejas, Enero de 2006
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UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR
Decanato de Estudios Profesionales
Coordinacin de Ingeniera Mecnica
DISEO, DESARROLLO E IMPLEMENTACIN DE UN CATLOGO DE
APLICACIONES INDUSTRIALES SKF
INFORME DE PASANTA LARGA presentado por:
Br. Andrena Margarita Felix Montero
REALIZADO BAJO LA ASESORA DE: Prof. Carlos Graciano,
Ing. Franklin Coronado
RESUMEN
En el presente trabajo de hizo un catlogo de soluciones para la empresa SKF
Venezolana. S.A. Este catlogo consiste en una herramienta de ventas que facilita el trabajo de
los Asesores Tcnicos (vendedores externos) de dicha empresa. Para poder elaborar la
herramienta, el primer paso fue buscar informacin tcnica de los productos SKF, de los
segmentos industriales del pas, y de las principales fallas de los equipos crticos de estos
segmentos. Despus de tener un conocimiento general de todo lo anteriormente mencionado se
hicieron visitas a las plantas de los principales clientes de la empresa para buscar informacin
de campo. Luego se analizaron las fallas y se busc una solucin SKF para cada una. Por
ltimo, se organiz toda la informacin obtenida en un libro llamado Catlogo de
Aplicaciones Industriales SKF .
PALABRAS CLAVES: Rodamientos, Aplicaciones Industriales, Organizacin
Sartenejas, Enero de 2006
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i
INDICE GENERAL
NDICE GENERAL i
NDICE DE TABLAS ii
NDICE DE FIGURAS iii
Cpitulo I: INTRODUCCIN 1
Cpitulo II: MARCO TERICO 5
2.1 CONOCIMIENTOS BSICOS DE RODAMIENTOS 5 2.2 SELECCIN DEL RODAMIENTO 8
2.3 SELECCIN DEL TIPO LUBRICANTE 20
2.4 METDO DE CASTIGLIANO 32
2.5 DEFORMACIN TRMICA 34
Cpitulo III: METODOLOGA 35
Cpitulo IV: SOLUCIONES SKF 38
4.1 SOLUCIONES PROPUESTAS PARA FALLAS FRECUENTES 38
4.2 MINERA Y CONSTRUCCIN 48
4.3 SIDERURGIA 50
4.4 ALIMENTOS Y BEBIDAS 52
4.5 PETRLEO 53
4.6 PULPA Y PAPEL 55
4.7 EQUIPOS DE SERVICIOS GENERALES 57
Cpitulo V: EJEMPLOS DE CLCULOS 61
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 86
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 87
ANEXOS 88
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ii
INDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Tipos de elementos rodantes en los rodamientos 6
Tabla 2.2. Valores mximos para las grasas SKF 22 dmn
Tabla 2.3. Factor de Correccin de los valores mximos dmn para grasas SKF 23
Tabla 2.4. Clasificacin de grasas por nmero de consistencia NLGI 24
Tabla 2.5. Cuadro de seleccin de aditivos de acuerdo a la carga soportada
por el rodamiento 26
Tabla 2.6. Factores que influyen en las propiedades del lubricante 27
Tabla 2.7 Clasificacin de la viscosidad segn la normativa ISO 3448 30
Tabla 2.8. Interpretacin del valor 31
Tabla 4.1. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de los rodamientos
del segmento de minera y construccin 49
Tabla 4.2. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de los rodamientos
del segmento siderrgico 51
Tabla 4.3. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de los rodamientos
del segmento de alimentos y bebidas 53
Tabla 4.4. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de los rodamientos
del segmento de pulpa y papel 57
Tabla 4.5. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de los rodamientos
de los ventiladores 58
Tabla 4.6. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de los rodamientos
de las bombas 59
Tabla 4.7. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de los rodamientos
de los motores elctricos 60
Tabla. 5.1. Clculo de ahorro de intercambiar SRB por SSRB 62
Tabla 5.2. Rodamiento de rodillos a rtula 64
Tabla 5.3. Rodamiento CARB 64
Tabla 5.4. Rodamientos rgidos de bolas 77
Tabla 5.5. Rodamientos de bolas con contacto angular 77
Tabla 5.6 Rodamiento de rodillos cnicos de cuatro hileras 83
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iii
INDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Organigrama de SKF Venezolana S.A 2
Figura 2.1. Componentes de un rodamiento rgido de bolas. 5
Figura 2.2. Desplazamiento axial permisible del rodamiento CARB 16
Figura 2.3. Juego interno de un rodamiento 19
Figura 2.3. Estimacin de la viscosidad cinemtica mnima a la temperatura de funcionamiento 28
Figura 2.4. Viscosidad cinemtica a la temperatura de referencia 29
Figura 4.1. Rodamiento de rodillos a rtula 41
Figura 4.2. Rodamiento de rodillos toroidales (CARB) 41
Figura 5.1. Diagrama del sistema de poleas 71
Figura 5.2 Disposicin de las cargas aplicadas en el motor cuando se encuentra en posicin
horizontal (original) 73
Figura 5.3 Diagrama de cuerpo libre del eje del motor (posicin original) 73
Figura 5.4 Disposicin de las cargas aplicadas en el motor cuando se encuentra en posicin
horizontal (original) 75
Figura 5.5 Diagrama de cuerpo libre del eje del motor (posicin actual) 75
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1
Captulo I
INTRODUCCIN
SKF, conocida inicialmente como SVENSKA KULLAGER FABRIKEN (Fbrica
Sueca de Rodamientos) es una organizacin internacional industrial y comercial fundada en
1907 en Gotemburgo - Suecia por el Ingeniero Sven Wingqvist.
Esta empresa se encarga de desarrollar, producir y comercializar productos, soluciones
y servicios que satisfagan las necesidades de sus clientes en el negocio de rodamientos y
sellos. Todo esto lo realiza con el objetivo de alcanzar un beneficio sustentable a largo plazo.
Sus productos son eficientes en el uso de energa, protectores del medio ambiente y reciclables
o desechables sin riesgo.
En la actualidad el grupo SKF est compuesto por 250 compaas, 80 fbricas en 20
pases, cuenta con ms de 13.000 Distribuidores Autorizados y 45.000 empleados directos en
130 pases.
En 1928 se establece la compaa Rodamientos Snchez en Venezuela, como una
empresa perteneciente al Grupo Snchez y Ca. En 1953, SKF adquiere el 100% de las
acciones y se transforma en Rodamientos SKF C.A. Cambia su nombre nuevamente en 1973,
cuando se convierte en lo que hoy se conoce como SKF Venezolana S.A.
En la actualidad, SKF Venezolana S.A., cubre el mercado de reposicin industrial y
automotriz en el territorio nacional a travs de la Red de Distribuidores Autorizados. En los
ltimos aos se ha incorporado la tecnologa de monitoreo de condiciones y diagnsticos de
maquinaria.
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2
Esta empresa, se encuentra estructurada por un Gerencia General, un Departamento de
Recursos Humados, una Coordinacin de Calidad, cuatro Gerencias y un Departamento
automotriz. En la figura 1.1 se muestra un esquema general de la organizacin
Gerente Administraciny Finanzas
Gerente de Logsticay Servicios al Cliente
Jefe de VSM
Jefe de Mercadeo AsesoresTcnicos
Ingeniero de Aplicacin 1Ingeniero de Aplicacin 2Ingeniero de Aplicacin 3Ingeniero de Aplicacin 4
IngenieroAplicacin
Gerente de Ventasy Tcnico
Gerente de Servicios CoordinadorRecursos Humanos
Coordinador de Calidad
Gerente General
PasanteAndreina Felix
Figura 1.1. Organigrama de SKF Venezolana S.A
El presente trabajo fue realizado para SKF Venezolana contando con el asesoramiento
y la supervisin de los ingenieros de aplicacin y el Jefe de Mercadeo.
El propsito de este trabajo es elaborar un Catlogo de Aplicaciones que sirva como
herramienta de ventas para los Asesores Tcnicos de SKF Venezolana S.A. Para poder
comprender el alcance de dicha herramienta es necesario conocer tanto el objetivo general del
cargo de Asesor Tcnico como el nuevo enfoque de SKF.
El objetivo general de un Asesor Tcnico es garantizar la venta de los productos a
travs de visitas a los clientes asignados a su cartera para lograr sus metas con un buen nivel
de rentabilidad para la Empresa.
SKF est evolucionando de ser el fabricante lder de rodamientos a nivel mundial, para
convertirse en una compaa de ingeniera del conocimiento global. El nuevo enfoque de SKF
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3
es proporcionar a los clientes soluciones desarrolladas basndose en su experiencia y
conocimientos.
Para poder ofrecer soluciones, no basta con un catlogo que nos brinde toda la
informacin tcnica necesaria acerca de un producto, sino que surge la necesidad de elaborar
un catlogo que muestre el producto como una solucin especfica para cada equipo. Los
equipos que se desarrollan en este catlogo son los equipos crticos de los principales
segmentos del pas.
Adems la variedad de productos que fabrica SKF es tan elevada que es muy difcil
que un Asesor Tcnico conozca a profundidad todos los productos, ni siquiera podra conocer
la existencia de todos ellos, y estas dos cosas son absolutamente necesarias para poder ofrecer
soluciones a los clientes.
Para poder elaborar este catlogo, se recopilar informacin tcnica tanto de los
productos SKF como de los segmentos industriales del pas. A partir de esos conocimientos se
buscarn las soluciones para cada equipo desarrollado, y se comprobar mediante clculos
tericos que dichas soluciones funcionan de una manera efectiva.
Las soluciones encontradas se plasmarn en una publicacin que se disear para que
el Asesor Tcnico siempre lo tenga a la mano y lo revise antes de visitar cualquier empresa,
por lo cual ser lo ms compacto y ameno posible.
Para lograr el objetivo general propuesto se plantearon los siguientes objetivos
especficos:
1. Recopilar informacin tanto de los productos SKF como la referente a las aplicaciones
que conforman los principales segmentos de la industria venezolana y sus respectivos
equipos.
-
4
2. Definir las soluciones SKF adecuadas para cada uno de los equipos que conforman
cada uno de los segmentos de la industria y comprobarlas tericamente.
3. Elaborar un Catlogo de Aplicaciones Industriales con dichas soluciones.
4. Presentar y ejecutar un programa de revisin del catlogo por parte del Departamento
Tcnico, Departamento de Ventas, Departamento de Mercadeo y la Gerencia General
de SKF Venezolana S.A.
5. Definir con ayuda del Departamento de Mercadeo lo relacionado a la presentacin del
Catlogo.
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5
Captulo II
MARCO TERICO
2.1 CONOCIMIENTOS BSICOS DE RODAMIENTOS
2.1.1 Definicin de rodamiento
Los rodamientos son elementos de mquinas que facilitan el movimiento de un cuerpo
con respecto a otro, logrando reducir la friccin, soportar las cargas y guiar las partes en
movimiento[1].
2.1.2 Componentes de un rodamiento
Por lo general un rodamiento consta de las siguientes piezas: aro exterior, aro interior,
elementos rodantes, jaula y sellos, pero se pueden encontrar rodamientos abiertos que no
poseen sellos o tapas, rodamientos que no poseen jaula y por ende tienen ms elementos
rodantes y soportan cargas ms elevadas y rodamientos que no poseen aro interior sino que los
elementos rodantes se encuentran apoyados directamente al eje. En la figura 2.1 se encuentra
el despiece de un rodamiento rgido de bolas.
Sello Elementos rodantes
Aro internoAro externo SelloJaula
Figura 2.1. Componentes de un rodamiento rgido de bolas.
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6
Otra parte del rodamiento que no es una pieza pero juega un rol fundamental en el
rodamiento es la superficie del aro interior y exterior que se encuentra en contacto con los
elementos rodantes, la cual se llama pista o camino de rodadura.
2.1.3 Tipos de elementos rodantes en los rodamientos
En la tabla 2.1 se pueden observar los distintos tipos de elementos rodantes utilizados
en los rodamientos SKF.
Tabla 2.1. Tipos de elementos rodantes en los rodamientos
Nombre Figura
Bola
Rodillo a rtula (simtrico)
Rodillo a rtula (asimtrico)
Rodillo cilndrico
Agujas
Rodillo Cnico
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7
Los elementos rodantes definen en gran medida la magnitud de la carga, y de la
velocidad que puede soportar el rodamiento. Entre mayor es el contacto entre los elementos
rodantes y las pistas de rodadura los rodamientos son capaces de soportar cargas mayores, esto
es debido a que hay una mejor distribucin de la carga. Por otro lado, si este contacto
disminuye el rodamiento pueden funcionar a mayor velocidad, ya que se produce menor roce.
La sombra que tienen los elementos rodantes en la tabla 2.1 representa el contacto del cual se
est hablando.
La forma del elemento rodante y de las pistas de rodadura determina el ngulo de
contacto entre ellos. Si el ngulo de contacto es 90, el rodamiento solamente soporta carga en
una sola direccin (radial o axial), de lo contrario puede soportar cargas combinadas.
2.1.4 Tipos de Rodamientos
Existe una gran variedad de diseos de rodamientos. Las diferencias entre ellos son los
elementos rodantes que poseen y la forma de los caminos de rodadura. A continuacin se
presenta una lista de los rodamientos estndares fabricados por SKF.
Rodamientos rgidos de bola (DGBB)
Rodamientos axiales de bolas
Rodamientos de bolas con contacto angular (ACBB)
Rodamientos axiales de bolas con contacto angular
Rodamientos de rodillos cilndricos
Rodamientos axiales de rodillos a cilndricos
Rodamientos de agujas
Rodamientos axiales de aguja
Rodamientos de agujas combinados
Rodamientos de rodillos cnicos
Rodamientos axiales de rodillos cnicos
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8
Rodamientos de rodillos a rtula (SRB)
Rodamientos axiales de rodillos a rtula
Rodamientos de bolas a rtula (SABB)
Rodamientos de rodillos toroidales (CARB)
Otros tipos de rodamientos considerados como especiales son:
Rodamientos de precisin
Rodamientos hbridos
Rodamientos lineales
Rodamientos magnticos
Rodamientos recubiertos (Insocoat)
Rodamientos resistentes al desgaste (NoWear)
2.2 SELECCIN DEL RODAMIENTO
2.2.1 Seleccin del tipo de rodamiento
Cada tipo de rodamiento presenta propiedades caractersticas que dependen de su
diseo y que lo hacen ms o menos adecuado para una aplicacin determinada. En muchos
casos, sin embargo, se deben considerar diversos factores y contrastarlos entre s a la hora de
seleccionar un tipo de rodamiento, por tanto, no es posible dar unas reglas generales.
La informacin facilitada a continuacin, indica los factores ms importantes a
considerar a la hora de seleccionar un tipo de rodamiento estndar, y facilitar as una eleccin
apropiada:
Espacio disponible
Cargas
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9
Desalineacin
Precisin
Funcionamiento silencioso
Rigidez
Desplazamiento axial
Montaje y desmontaje
Obturaciones integradas
La Tabla de Seleccin de Rodamientos (Anexo 8) presenta informacin adicional
sobre los tipos de rodamientos estndar, caractersticas de diseo y aplicacin. Dicha tabla
permite realizar una clasificacin relativamente superficial de los tipos de rodamientos, debido
al nmero limitado de smbolos. Tambin es importante destacar que algunas de las
propiedades no dependen slo del diseo del rodamiento.
Otros criterios importantes a tener en cuenta a la hora de disear una disposicin de
rodamientos son: la capacidad de carga y la duracin, la friccin, las velocidades permitidas,
el juego interno del rodamiento o la precarga, la lubricacin y las obturaciones.
2.2.2 Seleccin del tamao del rodamiento
Segn SKF [13] el proceso para seleccionar el tamao del rodamiento es el siguiente:
El tamao del rodamiento para una aplicacin se selecciona inicialmente en base a su
capacidad de carga, en relacin con las cargas que tendr que soportar, y segn las exigencias
de duracin y fiabilidad. En las tablas de productos que aparecen en el Catlogo General SKF [7], se indican los valores para la capacidad de carga dinmica C y la capacidad de carga
esttica C0 de cada rodamiento. Las condiciones de carga esttica y dinmica se deben
verificar independientemente.
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10
La capacidad de carga dinmica C se usa en los clculos para los rodamientos
sometidos a esfuerzos dinmicos, es decir, rodamientos que giran bajo carga. Se asume que la
magnitud y el sentido de la carga son constantes, y que es radial para los rodamientos radiales,
y axial y centrada para los rodamientos axiales. Las cargas dinmicas se deben verificar
utilizando un espectro representativo de las condiciones de carga del rodamiento. Dicho
espectro debe incluir todas las cargas pico que se puedan producir en ocasiones excepcionales.
La capacidad de carga esttica C0 se usa en los clculos cuando los rodamientos: giran
a velocidades muy bajas (n < 10 rpm), realizan movimientos oscilantes muy lentos o estn
estacionarios bajo carga durante largos perodos de tiempo. En el clculo de la carga esttica
equivalente se debe utilizar la carga mxima que pueda soportar un rodamiento.
Tambin se debe comprobar el factor de seguridad de las cargas de poca duracin,
como las cargas de choque o las cargas pico que actan sobre un rodamiento rotativo
(sometido a esfuerzos dinmicos) o cuando el rodamiento est en reposo.
2.2.2.1_Clculo de las cargas del rodamiento
Las cargas que actan sobre un rodamiento se pueden calcular de acuerdo con las leyes
de Newton y las ecuaciones de equilibrio mecnico, siempre que se conozcan o se puedan
determinar las fuerzas externas (por ejemplo, fuerzas producidas por la transmisin de
potencia). Cuando se calculan los componentes de carga para un rodamiento individual, el eje
se considera como una viga que descansa sobre soportes rgidos que no estn sometidos a
momentos, a efecto de simplificar los clculos. Tampoco se tienen en cuenta las
deformaciones elsticas en el rodamiento, el soporte o el bastidor de la mquina, ni los
momentos producidos en el rodamiento como resultado de la flexin del eje. Estas
simplificaciones son necesarias cuando se realizan los clculos de una disposicin de
rodamientos con la asistencia de medios disponibles como las calculadoras de bolsillo. Los
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11
mtodos normalizados para el clculo de las capacidades de carga bsica y las cargas
equivalentes se basan en suposiciones similares.
Las cargas que actan sobre un rodamiento se pueden calcular en base a la teora de la
elasticidad sin las suposiciones mencionadas anteriormente, pero esto requerira el uso de
complicados programas informticos.
2.2.2.2 Carga dinmica equivalente del rodamiento
Si la carga del rodamiento obtenida al utilizar la informacin anterior cumple con los
requisitos de la capacidad de carga dinmica C, es decir, si es constante en magnitud y
direccin y acta radialmente sobre un rodamiento radial o axialmente y centrada sobre un
rodamiento axial, entonces podemos introducir la carga directamente en las ecuaciones de la
vida.
Cuando un rodamiento est sometido a cargas radiales y axiales simultneamente y, la
magnitud y la direccin de la carga resultante son constantes, la carga dinmica equivalente P
se puede calcular con la siguiente ecuacin general
ar FYFXP += (1)
Siendo:
P = carga dinmica equivalente del rodamiento, kN
Fr = carga radial real del rodamiento, kN
Fa = carga axial real del rodamiento, kN
X = factor de carga radial del rodamiento
Y = factor de carga axial del rodamiento
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12
Los factores X y Y se calculan por mtodos diferentes segn el tipo de rodamiento.
Los mtodos para calcularlos se encuentran en el Catlogo General SKF [7]. A continuacin se
muestran unos ejemplos.
Carga dinmica equivalente de un rodamiento rgido de bolas
rFP = si eFF
r
a (2)
ar FYFXP += si r
a
FF
> (3) e
Carga dinmica equivalente de un rodamiento de bolas con contacto angular
rFP = si 14.1r
a
FF
(4)
ar FFP += 57.035.0 si r
a
FF
> (5) 14.1
Carga dinmica equivalente de un rodamiento de rodillos a rtula
ar FYFP += 1 si eFF
r
a (6)
ar FYFP += 26.0 si r
a
FF
> (7) e
Los valores e, Y1 y Y2 se encuentran en las tablas de producto que aparecen en el
Catlogo General SKF [7].
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13
Carga dinmica equivalente de un rodamiento toroidal (CARB)
rFP = (8)
Los rodamientos CARB no pueden soportar carga axial, sin embargo admiten el
desplazamiento axial del eje respecto al alojamiento dentro del propio rodamiento. El
desplazamiento axial puede producirse a causa de la dilatacin o movimientos de
determinadas posiciones de rodamientos.
2.2.2.3 Seleccin del tamao de rodamiento utilizando las frmulas de vida
Vida Nominal
La vida nominal de un rodamiento segn la normativa ISO 281:1990 es
p
PCL
=10 (9)
Si la velocidad es constante, suele ser preferible calcular la vida expresada en horas de
funcionamiento utilizando la ecuacin
106
10 6010 L
nL h = (10)
Siendo:
L10 = vida nominal (con un 90 % de fiabilidad), millones de revoluciones
L10h = vida nominal (con un 90 % de fiabilidad), horas de funcionamiento
C = capacidad de carga dinmica, kN
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P = carga dinmica equivalente del rodamiento, kN
n = velocidad de giro, rpm
p = exponente de la ecuacin de la vida
3 para los rodamientos de bolas
10/3 para los rodamientos de rodillos
Vida Nominal SKF
La normativa ISO 281:1990/Amd 2:2000 contiene una frmula de vida ajustada para
complementar la vida nominal. Este clculo de la vida usa un factor de ajuste para tener en
cuenta las condiciones de lubricacin y contaminacin del rodamiento y el lmite de fatiga del
material.
La normativa ISO 281:1990/Amd 2:2000 tambin permite que los fabricantes de
rodamientos recomienden un mtodo adecuado para calcular el factor de ajuste de la vida a
aplicar a un rodamiento en base a las condiciones de funcionamiento. El factor de ajuste de la
vida aSKF aplica el concepto de carga lmite de fatiga Pu anlogo al utilizado cuando se realizan
clculos para otros componentes de la mquina. Los valores para la carga lmite de fatiga se
encuentran en las tablas de rodamientos que aparecen en el Catlogo General SKF [7].
Asimismo, con el fin de reflejar las condiciones de funcionamiento de la aplicacin, el factor
de ajuste de la vida aSKF hace uso de las condiciones de lubricacin (relacin de viscosidad k)
y del factor para el nivel de contaminacin. c
La ecuacin para la vida nominal SKF cumple con la normativa
ISO 281:1990/Amd 2:2000
p
SKFSKFnmh PCaaLaaL
== 1101 (11)
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15
Si la velocidad es constante, la vida puede expresarse en horas de funcionamiento
usando la ecuacin:
10
61
6010
Ln
aaL SKFnmh
= (12)
Siendo:
Lnm = vida nominal SKF (con un 100 - n) % de fiabilidad), millones de revoluciones
nmhL = vida nominal SKF (con un 100 - n) % de fiabilidad), horas de funcionamiento
10L = vida nominal bsica (con un 90 % de fiabilidad), millones de revoluciones
1a = factor de ajuste de la vida para una mayor fiabilidad (Anexo 2)
SKFa = Factor de ajuste de la vida SKF (Anexo 4, 5, 6, 7)
c = factor de contaminacin (Anexo 10)
C = capacidad de carga dinmica, kN
P = carga dinmica equivalente del rodamiento, kN
n = velocidad de giro, rpm
p = exponente de la ecuacin de la vida
3 para los rodamientos de bolas
10/3 para los rodamientos de rodillos
El factor n representa la probabilidad de fallo, es decir, la diferencia entre la fiabilidad
requerida y 100%.
En algunas ocasiones resulta preferible expresar la vida del rodamiento en unidades
distintas a millones de revoluciones u horas. Por ejemplo, la vida de los rodamientos de rueda
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16
usados en automviles y ferrocarriles se suele expresar en kilmetros recorridos. En el Anexo
3 se encuentra una tabla que ofrece los factores de conversin normalmente utilizados para
facilitar el clculo de la vida del rodamiento en diferentes unidades.
2.2.2.4 Clculo del desplazamiento axial permisible de un rodamiento toroidal
(CARB)
SKF recomienda comprobar que el desplazamiento axial est dentro de unos lmites
aceptables, es decir, que el juego residual sea lo suficientemente grande y que los rodillos no
sobresalgan por la cara lateral de un aro (fig 2.2 a), ni rocen con ningn anillo de fijacin
(fig 2.2 b) u obturacin.
Figura 2.2. Desplazamiento axial permisible del rodamiento CARB
En las tablas de rodamientos que aparecen en el Catlogo General SKF[7] de los
rodamientos CARB aparecen dos valores orientativos y para el desplazamiento axial. 1s 2s 1s
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17
es el valor para la capacidad de desplazamiento axial en rodamientos con jaula, rodamientos
sellados o rodamientos llenos de rodillos, al alejarse del anillo elstico, en mm. es el valor
para la capacidad de desplazamiento axial en los rodamientos llenos de rodillos cuando existe
un desplazamiento hacia el anillo elstico. Estos valores son vlidos siempre que el
rodamiento cuente con un juego radial de funcionamiento suficientemente grande ante la
dilatacin del eje, y que los aros no estn desalineados.
2s
El desplazamiento axial mximo permisible es el menor valor entre el desplazamiento
axial posible respecto al movimiento de los rodillos causado por la desalineacin y el
desplazamiento axial desde una posicin centrada correspondiente a una cierta reduccin del
juego radial .
lims
cles
La reduccin del desplazamiento axial debido a la desalieacin del eje se puede
calcular con la siguiente frmula:
aBkSmis = 1 (13)
Siendo:
misS = la reduccin del desplazamiento axial causada por la desalineacin
1k = factor de desalineacin (aparece en las tablas de productos)
B = Anchura del rodamientos, en mm (aparece en las tablas de productos)
a = Desalineacin, en grados
Suponiendo un juego de funcionamiento suficientemente grande, el desplazamiento
axial mximo posible se calcula con la siguiente frmula:
-
18
(14)
=mis
mis
ssss
s2
1lim
La reduccin del juego radial correspondiente al desplazamiento axial desde una
posicin centrada se puede calcular con la siguiente frmula:
Bsk
C clered2
2 = (15)
Cuando la reduccin del juego es mayor que el juego radial antes de la dilatacin del
eje, el rodamiento estar precargado. En cambio si se conoce la reduccin del juego radial
admisible, el desplazamiento axial correspondiente desde una posicin centrada puede
calcularse usando la frmula:
2kCB
s redcle
= (16)
Siendo:
cles = desplazamiento axial desde una posicin centrada correspondiente a una cierta
reduccin del juego radial , en mm. redC
2k = factor correspondiente al juego de funcionamiento (aparece en las tablas de rodamientos
del Catlogo General SKF [7]).
B = anchura del rodamiento, en mm. (aparece en las tablas de rodamientos del Catlogo
General SKF [7]).
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19
2.2.3 Juego Interno del rodamiento
El juego interno del rodamiento (Fig. 2.3) se define como la distancia total que se
puede desplazar un aro con respecto a otro en direccin radial (juego radial interno) o en
direccin axial (juego axial interno).
Figura 2.3. Juego interno de un rodamiento
Es necesario distinguir entre el juego interno de un rodamiento antes del montaje y el
juego interno de un rodamiento montado que ha alcanzado su temperatura de funcionamiento
(juego de funcionamiento). El juego interno inicial (antes del montaje) es superior al juego de
funcionamiento debido a que los diferentes grados de apriete en los ajustes y la dilatacin
trmica de los aros del rodamiento y de los componentes adyacentes dan lugar a una
expansin o contraccin de los aros. El juego radial interno de un rodamiento es de
considerable importancia para que el rodamiento pueda funcionar satisfactoriamente.
Se ha seleccionado un juego interno denominado normal para obtener un juego de
funcionamiento adecuado al montar los rodamientos con los ajustes normalmente
recomendados y cuando las condiciones de funcionamiento son las normales. Cuando las
-
20
condiciones de funcionamiento y las de montaje difieren de las normales, por ejemplo cuando
se usan ajustes de interferencia para los dos aros del rodamiento, o cuando las temperaturas no
son las habituales, se debern seleccionar rodamientos con un juego interno mayor o menor
que el normal. En estos casos, SKF recomienda comprobar el juego residual del rodamiento
despus de su montaje.
Los rodamientos con un juego interno distinto al normal estn identificados por los sufijos C1
a C5.
Sufijo Juego radial interno
C1 Menor que C2
C2 Menor que el normal
CN Normal, usado nicamente en combinacin con letras que
indican una gama de juegos reducidos o desplazados
C3 Mayor que el normal
C4 Mayor que C3
C5 Mayor que C4
2.3 SELECCIN DEL TIPO DE LUBRICANTE
Segn SKF [13] el procedimiento para seleccionar el tipo de lubricante que debe utilizar
un rodamiento es el siguiente:
Para que los rodamientos funcionen de un modo fiable, deben estar adecuadamente
lubricados con el fin de evitar el contacto metlico directo entre los elementos rodantes, los
caminos de rodadura y las jaulas. El lubricante tambin evita el desgaste y protege las
superficies contra la corrosin. Por tanto, la eleccin del lubricante y el mtodo de lubricacin
adecuado para cada aplicacin, as como el mantenimiento apropiado, son de gran
importancia.
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Los criterios para la seleccin del lubricante son los siguientes:
Rango de temperatura de uso
Factor de velocidad (N.dm)
Relacin (C/P)
Bajo ruido
Baja friccin (torque de arranque)
Posicin del rodamiento
Rotacin del aro externo
Intervalos de relubricacin
Condiciones ambientales
Movimiento oscilatorio
Condiciones de vaco
Para hacer una correcta seleccin del lubricante que utiliza un rodamiento deben
seguirse los siguientes pasos:
a) Valores de dmn
La velocidad del rodamiento est mejor definida por el valor , el cual es
calculado por la multiplicacin de la velocidad de rotacin (rpm) por el dimetro medio del
rodamiento (promedio del dimetro interno y el dimetro externo en mm). Esto da un valor el
cual es proporcional a la velocidad en la superficie del rodamiento. Una grasa debera
normalmente ser utilizada a velocidades menores a los valores
dmn
dmn dados en la tabla 2.2.
-
22
Tabla 2.2. Valores mximos dmn para las grasas SKF
Designacin dmn (mximo)
[mm/min]
LGMT 2 300000
LGMT 3 300000
LGEP 2 150000
LGHP 2 700000
LGWM 1 100000
LGMB 2 20000
LGHB 2 300000
LGGB 2 300000
LGEM 2 30000
LGEV 2 15000
LGLT 2 700000
LGLC 2 1000000
LGHQ 3 500000
LGWA 2 200000
LGFP 2 325000
Los valores mostrados en la tabla 2.2 son aplicables a rodamientos rgidos de bolas,
excepto en los valores de LGMB 2, LGEV 2 y LGEM 2. Para obtener el valor mximo
recomendado para otro tipo de rodamiento hay que dividir el valor de la tabla por un factor de
correccin que se muestra en la tabla 2.3
-
23
Tabla 2.3. Factor de Correccin de los valores mximos dmn para grasas SKF
Tipo de
Rodamiento
Factor de
Correccin
Rgido de Bolas 1.0
Bolas a rtula
Rodillos
cilndricos
Contacto angular
0.9
Agujas
CARB 0.7
Rodillos cnicos 0.6
Todos los dems 0.5
b) Seleccin de la consistencia (Slo para seleccin de grasas)
La consistencia es una medida de la rigidez de una grasa. La consistencia se clasifica
de acuerdo con una escala desarrollada por el Instituto Nacional de Grasas lubricantes (NLGI)
mostrada en la tabla 2.2. Esta escala est basada en el grado de penetracin obtenido
permitiendo que se hunda un cono estndar en la grasa a una temperatura de 25C durante un
perodo de cinco segundos. La profundidad de penetracin se mide en una escala de 10-1 mm y
cuanto ms alto es el nmero, menos rgida es la grasa. El mtodo de prueba es conforme a
DIN ISO 2137.
-
24
Tabla 2.4. Clasificacin de grasas por nmero de consistencia NLGI
Nmero NLGI Penetracin ASTM
(10-1 mm)
Aspecto a temperatura
ambiente
000
00
0
1
2
3
4
5
6
445-475
400-430
355-385
310-340
265-295
220-250
175-205
130-160
85-115
Muy fluido
Fluido
Semifluido
Muy blando
Blando
Semiduro
Duro
Muy duro
Extremadamente duro
Las consistencias utilizadas para lubricacin de rodamientos son las de grado NLGI 1,
2 y 3. A continuacin se presentan las condiciones de uso de las grasas de acuerdo al grado
NGLI.
Grado NLGI 1:
Baja temperatura ambiente
Movimientos oscilantes
Cuando la bombeabilidad es un problema (sistemas de lubricacin centralizada)
-
25
Grado NLGI 3:
Para grandes rodamientos
Altas temperaturas ambiente
Aplicaciones con ejes verticales
Alta vibracin
Grado NLGI 2 : Aplicacin por defecto
c) Verificar requerimientos de aditivos
Los aditivos de extrema presin (EP) se utilizan cuando el espesor de la pelcula
lubricante no es suficiente para evitar el contacto metlico entre las rugosidades de la
superficie de contacto.
Las altas temperaturas inducidas por el contacto entre las rugosidades superficiales,
activan estos aditivos, produciendo un desgaste suave en los puntos de contacto. El resultado
es una superficie ms lisa, unas menores tensiones de contacto y una mayor vida til.
Los aditivos AW (anti-desgaste) tienen una funcin similar a la de los aditivos EP, es
decir, evitar un fuerte contacto entre metales. Por tanto, muchas veces los aditivos EP y AW
no se diferencian entre s. Sin embargo, funcionan de forma diferente. La principal diferencia
es que el aditivo AW crea una capa protectora que se adhiere a la superficie. De este modo se
minimiza en contacto metlico entre las rugosidades superficiales al pasar unas por encima de
otras. El desgaste suave no reduce la rugosidad, como ocurre en el caso de los aditivos EP.
Tambin deben tomarse precauciones especiales; es posible que los aditivos AW contengan
elementos que puedan pasar al acero del rodamiento y debilitar su estructura, al igual que
ocurre con los aditivos EP.
-
26
Los aditivos EP/AW son requeridos en las siguientes situaciones:
Altas cargas
Si existen cargas de choque
Arranque y paradas frecuentes
Temperaturas de funcionamiento menores a 100 C
Para velocidades muy bajas (n.dm < 30,000 mm/min), en ocasiones se incluyen
aditivos en lubricantes slidos, como el grafito y el bisulfuro de molibdeno (MoS2), con el fin
de potenciar el efecto de los aditivos EP.
A continuacin se presenta una tabla donde se recomienda el uso de aditivos de
extrema presin y anti-desgaste de acuerdo a la relacin C/P.
Tabla 2.5. Cuadro de seleccin de aditivos de acuerdo a la carga soportada por el rodamiento
C/P Cargas Aditivos recomendados
>30 Muy bajas Carga mxima permisible para grasa de silicona
20-30 Bajas Grasas dinmicas ligeras
8-20 Medias Grasa conteniendo aditivos AW
4-8 Altas Grasa con aditivos EP y AW
-
27
d) Seleccin de propiedades adicionales
El ambiente y las caractersticas de una determinada aplicacin definen los aditivos
que necesita el lubricante para que conserve mejor sus propiedades y as poder tener un buen
desempeo. En la tabla 2.6 se muestran los factores que influyen en las propiedades del
lubricante.
Tabla 2.6. Factores que influyen en las propiedades del lubricante
Propiedades Factor que influye
Habilidad para soportar carga Aditivos AW/EP
Estabilidad mecnica Espesante
Proteccin contra herrumbre Aceite + aditivo + espesante
Bombeabilidad Aceite + espesante
Separacin del aceite Aceite + manufactura + espesante
Caractersticas del ruido Aditivo + manufactura + espesante
Biodegradabilidad Aceite
Proteccin contra corrosin Aditivo + espesante
Resistencia al agua Aditivo + manufactura + espesante
e) Seleccin de la viscosidad del aceite base
La viscosidad del aceite base es fundamental para la seleccin de la grasa, ya que es la
que garantiza que se forme una pelcula de aceite suficientemente espesa en la zona de
-
28
contacto entre los elementos rodantes y los caminos de rodadura. Para ello el aceite deber
conservar una viscosidad cinemtica mnima a la temperatura de funcionamiento 1 . Esta
viscosidad mnima se puede determinar a travs de la figura 2.4.
Figura 2.4. Estimacin de la viscosidad cinemtica mnima a la temperatura de funcionamiento
Cuando se conoce la temperatura de funcionamiento, los valores de viscosidad
correspondientes a la temperatura de referencia 40C internacionalmente normalizada, es
decir, la clase de viscosidad ISO VG, se puede obtener de la figura 2.5 para un ndice de
viscosidad de 95.
-
29
Viscosidad a la temperatura de funcionamiento
Temperatura de funcionamiento, C
Figura 2.5. Viscosidad cinemtica a la temperatura de referencia
La tabla 2.7 muestra el rango de la viscosidad cinemtica en mm2/s de la clase de
viscosidad ISO VG.
-
30
Tabla 2.7 Clasificacin de la viscosidad segn la normativa ISO 3448
Grado de viscosidad Viscosidad cinemtica a 40 C
media mn Mx mm2/s mm2/s mm2/s
ISO VG 2 2,2 1,98 2,42 ISO VG 3 3,2 2,88 3,52 ISO VG 5 4,6 4,14 5,06
ISO VG 7 6,8 6,12 7,48 ISO VG 10 10 9 11 ISO VG 15 15 13,5 16,5
ISO VG 22 22 19,8 24,2 ISO VG 32 32 28,8 35,2 ISO VG 46 46 41,4 50,6
ISO VG 68 68 61,2 74,8
ISO VG 100 100 90 110 ISO VG 150 150 135 165
ISO VG 220 220 198 242 ISO VG 320 320 288 352 ISO VG 460 460 414 506
ISO VG 680 680 612 748
ISO VG 1.000 1 000 900 1 100 ISO VG 1.500 1 500 1 350 1 650
Despus de calcular los valores de y 1 , se calcula
1
= (17)
El factor determina el grado de interaccin entre las superficies de contacto a travs
de la pelcula de lubricante y por lo tanto las condiciones de lubricacin.
Estas condiciones pueden ser: lubricacin fluida que es la que garantiza que las
superficies de contacto estn completamente separadas por una pelcula de lubricante,
-
31
lubricacin lmite que ocurre cuando las superficies de contacto estn en contacto intenso y
cubiertas por una pelcula muy fina de lubricante generando un desgaste excesivo, y
lubricacin mixta que ocurre cuando las superficies se encuentran en contacto parcial (no
completamente separadas). El desgaste est dentro de los lmites aceptables.
Es importante aclarar que todos los regmenes de lubricacin estn presentes en todas
las aplicaciones, pero en distintas etapas de funcionamiento. En los primeros segundos del
arranque de un equipo encontramos lubricacin lmite, luego pasamos por mixta y en
condiciones normales de operacin debera existir la lubricacin fluida. En la tabla 2.8 se
muestra la condicin de lubricacin presente en distintos valores de .
Tabla 2.8. Interpretacin del valor
Condicin de lubricacin
4= Lubricacin fluida + limpieza + carga moderadas = no fatiga
4> Lubricacin fluida
4
-
32
2.4 MTODO DE CASTIGLIANO [3]
El mtodo de Castigliano fue utilizado para calcular la fuerza que ejerce un eje sobre
un arreglo de un rodamiento fijo en cada extremo, cuando cambia la temperatura del mismo
desde la ambiente hasta la de funcionamiento.
El mtodo de Castigliano permite calcular los desplazamientos ocurridos en distintos
puntos de una estructura, cuando la misma est sometida a cargas externas. Este mtodo est
basado en la energa de deformacin que acumula una estructura por efecto de las cargas
externas aplicadas.
Las energas relacionadas con las acciones axiales, las acciones cortantes, los
momentos flectores y los momentos torsores se consideran por separado. La energa total de
un sistema sometido a cualquier combinacin de estas cargas, es la suma de las energas
almacenadas en el sistema por cada tipo de carga.
2.4.1 Energa de deformacin elstica acumulada por una viga sometida a accin
axial.
Cuando una barra se somete a la accin de una carga axial, de traccin o de
compresin, en un elemento interno genrico de longitud dz se genera una accin axial que
provoca un alargamiento .
F
dz
La accin realiza un trabajo que se supone se almacena completamente como
energa elstica en el elemento.
F
dzFdU =21 (18)
-
33
EAdzFdz
= (19)
Sustituyendo la ecuacin (19) en la ecuacin (18) se obtiene:
EAdzFdU
=2
21 (20)
La energa total almacenada por la barra de longitud L ser:
EAdzFU
= 2
21 (21)
Si N y A son constantes, y la barra es de un solo material:
EALFU
=2
21 (22)
2.2.4.2 Teorema de Castigliano
La derivada parcial de la energa de deformacin elstica de un sistema con respecto a
una fuerza externa que acta sobre el sistema, da el desplazamiento de esa fuerza en la
direccin de su lnea de accin.
EALF
FUL
=
= (23)
-
34
2.5 DEFORMACIN TRMICA [2]
Cuando un material cambia su temperatura pueden cambiar sus dimensiones. Por lo
general, cuando un material aumenta su temperatura se dilata, y cuando disminuye su
temperatura se contrae.
Se ha encontrado experimentalmente una frmula para calcular la deformacin de un
miembro debido a un cambio de temperatura, si el material que lo conforma es homogneo e
istropo, y el cambio de temperatura es el mismo a lo largo de todo el miembro. Dicha
frmula es la siguiente:
TLL O = (24)
Siendo:
= Coeficiente lineal de dilatacin del material. Sus unidades son 1/C (Celsius), 1/F
(Fahrenheit) o 1/K (Kelvin).
T = cambio algebraico en la temperatura del material
OL = Longitud original del miembro
L = cambio algebraico en la longitud del miembro.
-
35
Captulo III
METODOLOGA
El objetivo principal de este trabajo fue elaborar un Catlogo de Aplicaciones
Industriales que guie al Asesor Tcnico de SKF Venezolana S.A en la presentacin de
propuestas al cliente a partir del nuevo enfoque SKF en el cual la empresa debe proveer
soluciones.
Para realizar este proyecto se desarrollaron 4 fases:
1. Fase terica
2. Fase de visitas a clientes
3. Fase de bsqueda de soluciones
4. Fase de elaboracin del catlogo
Para facilitar la comprensin del desarrollo de ste trabajo se presentar una breve
descripcin de cada fase.
1. Fase terica
Mediante referencias bibliogrficas e informacin archivada en el Departamento
Tcnico de SKF Venezolana S.A, se procedi a buscar informacin tcnica referente a tres
temas. El primer tema fue el de rodamientos y productos asociados (sellos, soportes,
herramientas, entre otros), y se hizo hincapi en encontrar para cada tipo de producto:
caractersticas, versiones, ventajas y desventajas. El siguiente tema fue el de los principales
segmentos industriales del pas, especficamente los procesos de produccin y, principios y
condiciones de funcionamiento de los equipos utilizados en cada uno de los procesos. El
ltimo tpico fue el de fallas frecuentes en los equipos de cada segmento.
-
36
2. Fase de visitas a clientes
Despus de tener una idea clara de los productos SKF, de los procesos industriales y de
las fallas frecuentes se planearon visitas a clientes claves de la empresa. Adicionalmente se
planearon las actividades a realizar en la misma.
Se utilizaron dos criterios para seleccionar los clientes que se iban a visitar. El primero
la existencia de convenios entre SKF Venezolana S.A y la empresa a visitar, y el segundo el
volumen de repuestos que se le suministran en la actualidad a la misma.
El primer contacto con el cliente se hizo a travs de los Distribuidores Autorizados o
de los Asesores Tcnicos de SKF que son los que los visitan con mayor frecuencia. Ellos
solicitaban una visita a planta y daban una idea general del trabajo que se iba a realizar. El
segundo contacto se hizo por va correo electrnico detallando cada una de las actividades. A
continuacin se presenta una lista de estas actividades:
a) Recorrido general de la planta (para comprender el proceso)
b) Definicin (junto con el cliente) del nivel de criticidad de los equipos.
c) Rellenado de una ficha de solicitud de informacin tcnica (Anexo 1) de los
equipos ms crticos.
d) Solicitud de las estadsticas de parada de los equipos crticos en los dos ltimos
aos (principalmente las paradas por fallas de rodamiento) o en su defecto
elaboracin de una lista de los problemas tpicos que presentan dichos equipos.
Al final de cada visita se organizaba y registraba toda la informacin recopilada.
3. Fase de bsqueda de soluciones
Se elabor una lista de las fallas ms frecuentes de los equipos crticos de las
principales industrias del pas uniendo la informacin de los casos de anlisis de fallas
atendidos por el Departamento Tcnico en los tres ltimos aos con la informacin
-
37
suministrada por los clientes. Se busc un producto SKF que evitara o disminuyera el tiempo
entre las fallas prematuras de cada equipo. Por ltimo, mediante clculos tericos se comprob
que las soluciones propuestas funcionaran.
4. Fase de elaboracin del catlogo
La informacin terica recopilada se coloc en forma resumida y concreta en un libro
que se llam posteriormente Catlogo de Aplicaciones Industriales SKF. Este catlogo se
clasific en 5 secciones: alimentos y bebidas, minera y construccin, siderurgia, pulpa y
papel, y petrleo. Al principio de cada segmento se coloc un diagrama donde se explicaba el
proceso del mismo. Luego, se desarrollaron por separado los equipos crticos de estos
procesos. A cada equipo se le coloc el principio de funcionamiento, las condiciones a las que
opera y las soluciones SKF. Las soluciones se agruparon en: rodamientos y productos
asociados, lubricacin, montaje y desmontaje, y sistemas de sellado. En las secciones de
rodamientos y productos asociados, y de sistemas de sellados no slo se colocaron los
productos solucin de las fallas prematuras sino los productos normalmente utilizados que se
desempean correctamente. En la seccin de lubricacin se seleccionaron las grasas utilizando
las condiciones de funcionamiento promedio de cada tipo de equipo.
Despus de terminar todo el proceso anterior, se elabor un programa de revisin
donde participaron todos los ingenieros de aplicacin y todos los asesores tcnicos. Los
ingenieros verificaron que el contenido estuviese correcto, mientras que los asesores dieron
sus opiniones acerca de la facilidad de lectura y la cantidad de informacin.
Una vez finalizado el programa de revisin, se estableci junto con el Departamento de
Mercadeo la presentacin de dicho catlogo y se eligi el diseador que iba a encargarse del
arte del mismo.
-
38
Captulo IV
SOLUCIONES SKF
4.1 SOLUCIONES PROPUESTAS PARA FALLAS FRECUENTES
La vida nominal o bsica de un rodamiento calculada tericamente se puede desviar
significativamente de la vida til real en una aplicacin determinada. La vida til en una
aplicacin depende de una variedad de factores, entre los que se encuentra la lubricacin, el
grado de contaminacin, la desalineacin, el montaje adecuado y las condiciones ambientales.
La frmula de vida nominal SKF incluye algunos de estos factores (lubricacin,
contaminacin slida y lmite de fatiga del material) lo cual acerca el valor de vida terico al
valor real. Pero por mucho que se trate de acercar al valor real siempre habr un grado de
incertidumbre que est presente en las simulaciones de sistemas reales. Sin embargo se puede
buscar que estas fallas prematuras no ocurran. A continuacin se discutirn las soluciones
propuestas:
4.1.2 Para fallas por contaminacin
La contaminacin es un problema presente en la mayora de las industrias. Esta
contaminacin puede ser por agua u otro lquido, por qumicos o por partculas slidas. Estos
tipos de contaminantes son muy diferentes y causan daos completamente distintos en el
rodamiento.
La consecuencia de entrada de agua o agentes corrosivos al rodamiento es la corrosin.
Cuando se hace una buena seleccin del lubricante para estos casos, se selecciona uno que
posea aditivos anticorrosivos, pero estos aditivos slo pueden contrarrestar pequeas
cantidades de agua, por lo que la solucin en estos casos es instalar un buen sistema de
sellado. Aunque el agente contaminante sea el mismo en dos equipos diferentes, el sello ideal
-
39
puede variar debido a que su seleccin depende de otros factores como la velocidad, la
temperatura, la desalineacin, entre otros.
La consecuencia de entrada de partculas slidas a las pistas del rodamiento puede ser
desgaste cuando se trata de partculas abrasivas o identaciones cuando partculas extraas
como virutas, rebabas o hilos desprendidos de trapos son arrolladas en los caminos de
rodadura por los elementos rodantes. La solucin para estos casos sigue siendo un buen
sistema de sellado. Existen sellos especiales para prevenir la entrada de contaminantes slidos.
Un punto muy importante es que la entrada de contaminantes puede ocurrir en el
momento del montaje, por lo cual se recomienda montar los rodamientos en un ambiente
limpio y no abrir sus envoltorios protectores hasta el momento inmediatamente anterior al de
su montaje.
4.1.2 Para fallas por alto consumo de grasa
El alto consumo de grasa es un problema que se presenta en la industria alimenticia y
en la siderrgica. En la industria alimenticia este alto consumo se debe a los estrictos y
frecuentes regmenes de limpieza, mientras que en la siderrgica se debe a los necesarios
sistemas de refrigeracin debido a las altas temperaturas.
Esta falla est muy ligada a la contaminacin por agua, debido a que cuando se lava la
grasa el rodamiento queda desprotegido y se corroe. Pero otro problema fundamental de esta
falla es el alto costo econmico.
La solucin para este problema es un rodamiento sellado, el cual impide tanto la
entrada de agua al rodamiento, como el lavado de la grasa. Como los rodamientos sellados
necesitan un menor mantenimiento y en algunos casos son libres de mantenimiento, el ahorro
en el consumo de grasa y el mantenimiento es considerable, adems de que ya no son
necesarios los sistemas de lubricacin. Tambin se hace menos difcil el tratamiento del agua
-
40
que se utiliza para limpiar o refrigerar los equipos. Y por ltimo, el impacto ambiental
disminuye al disminuir el consumo de grasa.
En el ejemplo de clculo nmero 1 presentado en el prximo captulo se puede
observar el ahorro considerable que se puede lograr evitando el alto consumo de grasa. Cabe
destacar que el clculo que se realiz es muy sencillo ya que slo se consider el ahorro en
lubricante y mano de obra, no incluye otros ahorros como el ahorro en el sistema de limpieza
de agua, y el ahorro de desechar la grasa utilizada.
4.1.3 Para fallas por bloqueo del rodamiento libre
Una falla muy frecuente en los rodamientos es el bloqueo del rodamiento libre, es
decir, deja de deslizar correctamente en su asiento para acomodar la expansin o contraccin
axial del eje producidas por los cambios de temperaturas.
Actualmente en Venezuela el arreglo de los equipos que presentan esta falla
recurrentemente (ventiladores, cribas, trituradores, molinos, mquinas papeleras) posee
rodamientos de rodillos a rtula (Figura 4.1), llamado SRB por su siglas en ingls, tanto en el
lado libre como en el lado fijo.
La solucin para este problema es el rodamiento toroidal de rodillos a rtula (Figura
4.2), llamado comnmente CARB por sus siglas en ingls, el cual posee mayor capacidad de
carga que un SRB del mismo tamao. Tambin acomoda la desalineacin internamente sin
elevar los niveles de fatiga, y adicionalmente garantiza una total libertad axial en la posicin
libre, ya que el ajuste axial tiene lugar dentro del rodamiento con una friccin insignificante.
No hay riesgo de inducir ninguna carga de empuje en la disposicin de rodamientos, de
manera que minimiza la carga total en ambos rodamientos.
Como el CARB tiene las mismas dimensiones externas que un SRB con dimetro
interno igual, el reacondicionamiento es muy sencillo, y requiere tan slo simples aros
-
41
distanciadores para fijar axialmente el aro del rodamiento, que anteriormente no era fijo en la
disposicin de todos los rodamientos de rodillos a rtula.
En el ejemplo de clculo nmero 2 del prximo captulo se puede observar que la vida
terica del rodamiento CARB es mayor que la del SRB, esto es debido a su mayor capacidad.
La diferencia real entre las vidas de estos dos rodamientos es mucho mayor a la que se puede
observar en los clculos. La vida real del rodamiento fijo del arreglo original frecuentemente
es mucho menor a la vida terica, debido a que ocurren fallas prematuras originadas por la
corrosin en el contacto entre el aro externo del rodamiento y el alojamiento impidiendo que
el rodamiento se desplace axialmente.
Cuando el rodamiento libre se bloquea, origina una carga axial mucho mayor (en el
ejemplo es 174 veces mayor) a la que puede soportar el rodamiento, por lo cual el rodamiento
falla catastrficamente, mientras que el CARB puede soportar cmodamente el
desplazamiento axial producido por la dilatacin del eje (en el ejemplo despus de la
dilatacin del eje poda absorber 22 mm adicionales de desplazamiento axial).
Figura 4.1. Rodamiento de rodillos a rtula Figura 4.2. Rodamiento de rodillos toroidales (CARB)
-
42
4.1.4 Para fallas por paso de corriente elctrica
El paso de corriente elctrica a travs de los aros y elementos rodantes del rodamiento
daa las superficies de contacto y la grasa. Este dao se produce porque se produce una
soldadura entre los puntos de contacto debido a las altas temperaturas localizadas. El resultado
es una reduccin de la vida del rodamiento y ruido del mismo. La nica manera de evitar
daos en el rodamiento es impedir cualquier paso de corriente elctrica a travs del mismo.
Esto se puede lograr colocando rodamientos especiales aislados contra la electricidad
(INSOCOAT) debido a su recubrimiento de xido de aluminio.
4.1.5 Para fallas por mala seleccin de lubricante
Segn estudios realizados por SKF [11], la lubricacin incorrecta representa hasta un
36% de las fallas prematuras de los rodamientos. Los lubricantes de uso general son
inadecuados para necesidades especiales de rodamientos y pueden ocasionar ms problemas
que beneficios. Las aplicaciones de rodamientos tienen grandes variaciones de carga,
velocidad, temperatura y ambiente, y una lubricacin correcta exige una seleccin precisa del
tipo de grasa utilizando las condiciones de operacin de cada equipo. Como por lo general
diferentes equipos de un mismo tipo operan bajo condiciones similares, se seleccion un
lubricante comn, pero es recomendable que antes de utilizar un lubricante se verifique que las
condiciones de este nuevo equipo entren en el rango de las condiciones de operacin tpicas de
esa aplicacin.
Es muy fcil determinar el lubricante adecuado para cada aplicacin, por lo que no se
justifica dejar de hacer los clculos. Tampoco debe utilizarse un lubricante de uso general
para disminuir los costos de lubricantes, ya que esto originara mayor consumo de rodamientos
que implica un gasto mayor.
-
43
4.1.6 Para fallas por lubricacin inadecuada
Adems de hacer una correcta seleccin de la grasa o aceite para cada aplicacin, se
debe tomar en cuenta que tanto la cantidad de ste como los intervalos de relubricacin son
muy importantes para lograr una lubricacin adecuada del rodamiento.
Cuando no hay suficiente lubricante o cuando ste ha perdido sus propiedades, no es
posible que se forme una pelcula de aceite con suficiente capacidad de carga para evitar el
contacto entre las pistas de rodadura y los elementos rodantes, producindose desgaste. El
sobre-engrase de los rodamientos tambin puede tener efectos perjudiciales en la vida del
rodamiento, ocasionando que la temperatura de funcionamiento se eleve y por consiguiente se
acorte la vida del rodamiento.
La cantidad de tiempo que tienen que utilizar los equipos de mantenimiento para
lubricar manualmente las mquinas considerando la dificultad de accesar a algunos puntos de
lubricacin es tambin un punto muy importante.
La solucin para este problema son los dispositivos de lubricacin automtica. SKF
ofrece dos productos, uno de un solo punto de lubricacin (System 24) y otro de ocho llamado
Sistema Multipuntos. Con estos productos se logra una lubricacin continua y graduable. Esta
solucin no se puede recomendar en todas las mquinas porque estos lubricadores slo se
ofrecen con ciertos tipos de grasa. En los casos donde no se pueden utilizar dispositivos
automticos es importante cumplir con una rutina de relubricacin.
4.1.7 Para fallas por adherencias
Las adherencias ocurren cuando dos superficies inadecuadamente lubricadas deslizan
entre s bajo carga ocasionando que el material se transfiera de una superficie de contacto a
otra. Estas superficies pueden llegar a desgarrarse y presentar mal aspecto. Cuando se produce
adherencia, el material generalmente alcanza temperaturas de revenido, lo cual ocasiona
contracciones de fatiga localizadas que pueden originar agrietamiento o desconchado.
-
44
Especficamente en las calandras, las adherencias se producen debido a que los
elementos rodantes del rodamiento, en este caso rodillos, son acelerados cuando entran en la
zona de carga debido a las altas velocidades.
La mejor manera de evadir las adherencias en rodamientos que soportan cargas
normales, como la de los rodillos de la seccin de prensado, es incrementar el grosor de la
pelcula de aceite, utilizando aditivos EP y reducir el contenido de agua en el lubricante.
Cuando las cargas radiales sean pequeas, como es el caso de las calandras, la mejor
solucin es utilizar rodamientos anti-desgaste (NoWear), los cuales poseen un recubrimiento
de carbn amorfo hidrogenado mixto resistente al desgaste y con baja friccin.
4.1.8 Para evitar paradas no planificadas
Las altas cargas y el ambiente hostil presente en todos los equipos del segmento de
minera y construccin ocasionan frecuentemente fallas catastrficas del rodamiento que
resultan en paradas no planificadas. El mayor problema de las paradas no planificadas es la
prdida de grandes cantidades de dinero por disminucin de la produccin.
La solucin de este problema es el Sistema SKF Copperhead que consiste en una
combinacin exclusiva de tecnologa de rodamientos y de monitorizacin del estado que
puede reducir los costes de mantenimiento y ofrecer la informacin que el cliente necesita
sobre el estado de las mquinas para eliminar prcticamente el tiempo de paradas no
planificadas en este tipo de equipos. Este flexible sistema, disponible en forma de kit, combina
los rodamientos de calidad SKF Explorer con un avanzado sensor de vibracin/temperatura y
unidades de control.
4.1.9 Para fallas por operaciones incorrectas de montaje y desmontaje
Segn estudios realizados por SKF [11], alrededor del 16% de todos los fallos
prematuros de los rodamientos son causados por montajes deficientes o inadecuados. Las
-
45
incorrectas operaciones de montaje y desmontaje se pueden deber a dos causas fundamentales:
herramientas no adecuadas y desconocimiento de los procesos de montaje y desmontaje de
rodamientos.
Para corregir el problema de desconocimiento se debe dar a conocer la pgina web
www.skf.com/mount donde aparecen todos los procedimientos para montar rodamientos. Las
herramientas que se deben utilizar para instalar o desinstalar un rodamiento depende del tipo
de montaje o desmontaje (trmico, hidrulico, inyeccin de aceite o mecnico), de la
disposicin de rodamientos (asiento cilndrico, asiento cnico, manguito de fijacin y
manguito de desmontaje) y, del tipo y tamao del rodamiento.
En el Catlogo de Aplicaciones Industriales SKF se colocaron las herramientas
adecuadas para cada mquina. Cmo en un mismo tipo de equipo se pueden encontrar varias
disposiciones diferentes, se colocaron las herramientas especficas para las disposiciones
frecuentemente encontradas en la industria venezolana. En las soluciones de montaje y
desmontaje se coloc el tipo de herramienta de forma genrica y luego un cuadro de seleccin
para que el asesor tcnico elija la herramienta adecuada para cada aplicacin especfica.
4.1.10 Para fallas por mala seleccin del rodamiento
Los rodamientos que utiliza un equipo los seleccionan los diseadores del mismo. Para
esta seleccin se consideran unas condiciones de funcionamiento propuestas por el creador de
la mquina. En ocasiones, el usuario del equipo lo pone a funcionar bajo unas condiciones
diferentes. En estos casos se debe verificar que los rodamientos originales del equipo puedan
tener un buen desempeo al operar en las nuevas condiciones, si no, puede ocurrir una falla
prematura.
El ejemplo nmero 3 del prximo captulo trata sobre un motor elctrico que estaba
diseado para operar en posicin horizontal y fue colocado en posicin vertical sin hacer
ningn cambio en el arreglo del equipo o en el lubricante. Esto ocasiona que el rodamiento
falle prematuramente. En realidad, cuando el motor fue puesto en funcionamiento en posicin
http://www.skf.com/mount
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vertical, el rodamiento fall antes de lo calculado con la frmula de vida nominal. La causa de
falla fue un exceso de temperatura originado por mala lubricacin, porque la consistencia de la
grasa en posicin horizontal debe ser de grado NGLI 3 en vez de NGLI 2, y adems no exista
ninguna tapa que evitara que la grasa se saliera del rodamiento.
A pesar de que se pueden recomendar los tipos de rodamientos que mejor funcionan
para cada aplicacin, la solucin de esta falla es especfica de cada equipo debido a que las
condiciones de operacin de cada uno son diferentes.
4.1.11 Para fallas por mala seleccin del juego interno del rodamiento
Si el juego radial del rodamiento es demasiado pequeo, su temperatura de
funcionamiento aumentar, impidiendo que el lubricante forme la pelcula necesaria. Cuando
ocurre esto se generan micro-soldaduras entre las superficies metlicas en contacto, lo que se
traduce en una vida de servicio ms corta. Si el juego radial del rodamiento es muy grande, los
elementos rodantes en vez de tener un movimiento de rodadura sobre las pistas, empiezan a
patinar, lo cual tambin aumenta la temperatura de funcionamiento e impide que se forme la
pelcula de lubricante necesaria, disminuyendo tambin la vida de funcionamiento. Entre
mayor sea la carga que tiene que soportar el rodamiento, el juego debe ser ms grande que el
normal. Cuando las cargas son pequeas el juego debe ser menor que el normal. La
terminologa de juego interno est explicada en la seccin 2.2.3.
4.1.12 Para fallas por desbalanceo
Cuando un equipo est desbalanceado, es decir, el centro de masa de su rotor no est
situado en el centro de rotacin, se origina una fuerza centrfuga. Si esta fuerza es importante,
se reduce de manera significativa la vida de los rodamientos. SKF cuenta con un analizador de
vibraciones porttil que incorpora una amplia gama de funciones, entre una de esas funciones
est el balanceo de equipos.
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4.1.13 Para fallas por desalineacin
La desalineacin de ejes en los equipos rotativos puede causar fallos frecuentes.
Genera cargas de vibracin adicionales que pueden causar daos prematuros a los
rodamientos, los sellos y los acoplamientos. Tambin puede incrementar significativamente el
consumo de energa. SKF tiene una herramienta especial para alineacin de ejes. La
desalineacin de poleas puede producir averas frecuentes, un incremento de ruido y vibracin,
y un consumo de energa ms elevado. Por lo tanto, la alineacin precisa de las poleas es
esencial para reducir los costos de mantenimiento. SKF ha desarrollado una herramienta de
alineacin de poleas.
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4.2 MINERA Y CONSTRUCCIN
La industria de minera y construccin es un rea que utiliza equipos pesados. Estos
equipos suelen operar 24 horas al da, siete das a la semana, y cualquier parada es
extremadamente costosa. Esto significa que los rodamientos utilizados en este tipo de
industrias deben ser de la ms alta calidad y confiabilidad.
Los procesos bsicos de este tipo de industrias son: la explotacin de mineral, el
transporte de materia prima, la trituracin, la molienda, el almacenamiento, el empaque y el
despacho. En el caso del cemento y algunos minerales como el nquel tambin hay un proceso
de coccin. Los equipos utilizados en los procesos nombrados anteriormente operan en un
ambiente hostil y altamente contaminado que se caracteriza por el calor, el fro, el agua y los
contaminantes extremadamente abrasivos.
4.1.1 Listado de equipos crticos
a) Cribas vibratorias
b) Trituradoras de mandbula
c) Transportadores a granel
d) Molinos
4.1.2 Fallas tpicas y sus soluciones
En la tabla 4.1 se presenta un resumen de los problemas ms frecuentes que presentan
los rodamientos de las cribas vibratorias, trituradoras de mandbula, transportadores a granel y
molinos, con su causa y la solucin encontrada despus de realizar este proyecto.
Los problemas ms frecuentes fueron tomados de los archivos de Anlisis de Fallas del
Departamento Tcnico de SKF Venezolana, y de informacin obtenida de la Intranet de
SKF[15].
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Tabla 4.1. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de
los rodamientos del segmento de minera y construccin
Problema Causa Solucin
Contaminacin
Combinacin de Sellos (Sello laberinto con anillo
en V y manguito de desgaste).
Rodamientos de rodillos a rtula sellados.
Inadecuada lubricacin
Sistema de lubricacin automtica de un solo
punto (System 24)
Sistema de lubricacin automtica de ocho puntos
(Sistema multipuntos)
Lubricante incorrecto
Cribas:
Grasa SKF LGEP 2 (Bajas velocidades)
Grasa SKF LGHB 2(Altas temperaturas)
Trituradoras:
Grasa SKF LGEM 2
Transportadores a granel:
Grasa SKF LGEP 2
Transportadores a granel:
Grasa SKF LGEV 2
Mala seleccin del
rodamiento
Rodamiento fijo: Rodamiento de rodillos a rtula.
(Para el caso de cribas rodamiento existe una
versin especial para aplicaciones vibratorias)
Rodamiento libre: CARB o Rodamiento de
rodillos a rtula recubiertos.
Falla frecuente de
los rodamientos
Bloqueo del rodamiento
libre
CARB para aplicaciones vibratorias.
Rodamiento de rodillos a rtula recubiertos.
Herramientas no
adecuadas
Utilizacin de herramientas adecuadas. Operaciones incorrectas de
montaje y desmontaje Desconocimiento
de buenas prcticas de
montaje y desmontaje.
Recomendar la pgina web ww.skf.com/mount.
Paradas no planificadas No existe monitoreo
SKF Cooperhead (detector de fallas).
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4.3 SIDERRGIA
La primera etapa de una empresa siderrgica es la elaboracin del acero, la cual se
puede realizar por dos mtodos, fabricacin de acero basada en oxgeno (BOS) o con hornos
de arco elctrico. Despus de fundir el material, ste es refinado y posteriormente pasa a las
mquinas de colada continua para su solidificacin, obtenindose productos semielaborados
(planchones o palanquillas) que se destinan a la fabricacin de productos planos y productos
largos, los cuales se obtienen despus de un proceso de laminacin en caliente o en fro. Por lo
general, los equipos utilizados en estos procesos estn sometidos a altas cargas, extremo calor,
y grandes cantidades de agua, lo que genera altos costos de mantenimiento.
4.3.1 Lista de equipos crticos
a) Laminadores (en fro y en caliente)
b) Equipos de colada continua
4.3.2 Fallas tpicas y sus soluciones
En la tabla 4.2 se presenta un resumen de los problemas ms frecuentes que presentan
los rodamientos de los laminadores y equipos de colada continua con su causa y la solucin
encontrada despus de realizar este proyecto.
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Tabla 4.2. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de
los rodamientos del segmento siderrgico
Problema Causa Solucin
Contaminacin por agua
Rodamientos de rodillos a rtula sellados.
Excesivo consumo
de lubricante
(Lavado de grasa)
Rodamientos de rodillos a rtula sellados.
Lubricante incorrecto
Grasa SKF LGHB 2
(Altas temperaturas).
Grasa SKF LGEM 2
(slo para equipos de colada continua)
Falla frecuente de
los rodamientos
Bloqueo del rodamiento libre CARB.
Herramientas no adecuadas
Utilizar herramientas adecuadas
Operaciones incorrectas de
montaje y desmontaje Desconocimiento
de buenas prcticas de
montaje y desmontaje.
Recomendar la pgina web
www.skf.com/mount.
Paradas no planificadas No existe monitoreo SKF Cooperhead (detector de fallas).
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4.4 ALIMENTOS Y BEBIDAS
El segmento de alimentos y bebidas es muy amplio, y el proceso de fabricacin de
cada alimento es diferente, por lo cual se hace muy difcil abarcar en este proyecto todos estos
procesos.
A pesar de la gran diferencia en cada uno de los procesos de fabricacin de los
distintos alimentos, las condiciones de operacin son muy similares. La mayora de las reas
de produccin de alimentos estn expuestas a un ambiente muy hmedo y a contacto con
qumicos, bien sea como parte del proceso o por los necesarios y estrictos regmenes de
limpieza. Por esto, en este segmento no se elabor una lista de los equipos crticos sino que se
desarrollaron equipos que se encuentran en la mayora de las industrias de alimentos.
4.4.1 Lista de equipos desarollados
a) Lavadora de latas o botellas
b) Llenadora de latas o botellas
c) Selladora de latas
4.4.2 Fallas tpicas y sus soluciones
En la tabla 4.3 se presenta un resumen de los problemas ms frecuentes que presentan
los rodamientos de las lavadoras, llenadoras y selladoras, con su causa y la solucin
encontrada despus de realizar este proyecto.
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Tabla 4.3. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de
los rodamientos del segmento de alimentos y bebidas
Problema Causa Solucin
Contaminacin por alta
humedad y contacto con
qumicos
Rodamientos de rgidos de bolas de acero
inoxidable
Rodamientos rgidos de bola recubiertos con
zinc.
Unidades de rodamientos especialmente
diseados para industrias alimenticias.
Alto consumo de grasa por
lavado de equipos
Rodamientos de rodillos a rtula sellados.
Lubricante incorrecto Grasa SKF LGGB 2 (Altas temperaturas).
Falla frecuente de
los rodamientos
Bloqueo del
rodamiento libre
CARB
Operaciones incorrectas de
montaje y desmontaje Herramientas no adecuadas
Utilizar herramientas adecuadas.
4.5 PETRLEO
El proceso de refinacin petrolera es un proceso qumico, pero se puede encontrar gran
cantidad de equipos rotativos que se utilizan en su mayora para manejar fluidos.
El primer proceso de la refinacin petrolera es la destilacin de crudo, la cual consiste
en separar los distintos componentes segn su punto de ebullicin, esto se puede lograr de dos
maneras: con destilacin atmosfrica o con destilacin al vaco. La diferencia entre estos es
que el ltimo permite obtener mayores temperaturas a muy bajas presiones y lograr la
refinacin de fracciones ms pesadas. El proceso de destilacin es el que involucra la mayor
cantidad de bombas en una refinera.
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Muchos de los productos que se obtienen en la destilacin requieren tratamientos
adicionales para removerles impurezas o para aprovechar ciertos hidrocarburos. Algunos de
estos procesos son: la desfaltacin, la extraccin de azufre y el craqueo cataltico.
La desfaltacin con propano se utiliza para extraer aceites pesados del asfalto para
luego utilizarlos como lubricante o como carga en otros procesos. Este proceso se lleva a cabo
en una torre de extraccin lquido-lquido.
La extraccin de azufre se logra haciendo reaccionar los productos (nafta, gasoil, entre
otros) con hidrgeno y un catalizador. En este proceso se pueden encontrar bombas,
compresores y turbinas.
Para la manufactura de la gasolina y la porcin ms pesada del crudo se hace a travs
del craqueo cataltico. En esta etapa estn involucradas bombas de achique, un soplador de
aire y un compresor.
En las refineras est presente una elevada contaminacin, debido al alto contenido de
azufre, la presencia de sulfuro de hidrgeno, sal, humedad y cidos utilizados en los procesos.
4.4.1 Lista de equipos crticos
a) Bombas
b) Compresores
c) Ventiladores
d) Motores
Debido a que estos equipos se encuentran en la mayora de las industrias, se
desarrollaron en una seccin aparte llamada equipos de servicios generales.
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4.6 PULPA Y PAPEL
Las mquinas papeleras pueden ser de ms de 10 metros de ancho, 20 metros de alto y
200 metros de largo. Generalmente ellas poseen una seccin de formado, una seccin de
prensado, una seccin de secado, una seccin de revestimiento, una calandra y una
enrolladora. Las mquinas grandes incorporan ms de 1500 rodamientos. Las condiciones de
estos rodamientos varan enormemente dependiendo de la seccin donde estn instalados. El
diseo de mquinas papeleras difiere segn la cantidad de papel o cartn que se va a producir.
Una mquina papelera tiene una gran cantidad de rodillos, todos ellos equipados con
rodamientos medianos y grandes.
Por lo general estas mquinas operan a alta velocidad, a alta temperatura, con gran
desalineacin y elevada excentricidad y alta humedad sobre todo en la seccin de secado. Las
velocidades de operacin varan desde 100 hasta 150 m/min en las mquinas de secado de
pulpa, desde 400 hasta 700 m/min en las de cartn, desde 900 hasta 1200 m/min en las de
papel fino, desde 1000 hasta 1500 m/min en las de papel peridico y desde 1200 hasta 5000 en
las de papel higinico.
Las mayores temperaturas de estas mquinas se encuentran en la seccin de secado,
donde el vapor que pasa por dentro de los rodillos puede alcanzar temperaturas de 140 a
150C en mquinas de papel peridico, de 190 a 200C en mquinas de papel fino o papel
higinico y en procesos modernos con vapor sobrecalentado hasta 225C.
4.5.1 Lista de Equipos Crticos
a) Seccin de formacin
Rodillos de pecho y delanteros
Rodillos guas
Rodillos de succin
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b) Seccin de hmeda
Rodillos de succin
Rodillos de compensacin de flexiones
c) Seccin de secado
Cilindros secadores
Cilindros Yankees
Rodillos de fieltro
d) Seccin de acabado
Calandra hmeda
Calandra seca
4.4.2 Fallas tpicas y sus soluciones
En la tabla 4.4 se presenta un resumen de los problemas ms frecuentes que presentan
los rodamientos de las mquinas papeleras, con su causa y la solucin encontrada despus de
realizar este proyecto.
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Tabla 4.4. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de
los rodamientos del segmento de pulpa y papel
Problema Causa Solucin
Contaminacin por
alta humedad o chisporreteo
de agua (sobretodo en las
seccin de formacin y la
seccin hmeda)
Rodamientos de rodillos a rtula sellados.
Alto consumo de grasa por
lavado de equipos
Rodamientos de rodillos a rtula sellados.
Inadecuada lubricacin
Sistema multipuntos (grasa).
Soportes especiales para lubricacin con
aceite.
Lubricante incorrecto
Grasa SKF LGEP 2 (Altas temperaturas).
Aceite con aditivos EP, anti-desgaste e
inhibidores de polvo.
Bloqueo del rodamiento libre CARB
Falla frecuente de
los rodamientos
Adherencias (Slo calandras) Rodamientos NoWear
Incorrectas operaciones de
montaje y desmontaje Herramientas no adecuadas
Utilizar herramientas adecuadas.
4.7 EQUIPOS DE SERVICIOS GENERALES
En esta seccin se desarrollan los equipos que se pueden encontrar en cualquier
industria independientemente del segmento al cual pertenezcan.
4.6.1 Listado de equipos
a) Bombas
b) Motores
c) Ventiladores
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4.6.2 Fallas tpicas y sus soluciones
En la tabla 4.5, 4.6 y 4.7 se presenta un resumen de los problemas ms frecuentes que
presentan los rodamientos de los ventiladores, bombas y motores, respectivamente, con su
causa y la solucin encontrada despus de realizar este proyecto.
Tabla 4.5. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de
los rodamientos de los ventiladores
Problema Causa Solucin
Contaminacin Sellos para soportes
Inadecuada lubricacin
Sistema de lubricacin automtica de un solo
punto (System 24)
Sistema de lubricacin automtica de ocho
puntos (Sistema multipuntos)
Lubricante incorrecto
Grasa SKF LGMT2, LGMT3 (Ventiladores
medianos y grandes)
Grasa SKF LGEP2, LGWA2/VKG-1
(Ventiladores pequeos)
Desalineacin
Rodamiento Fijo: Rodamiento de rodillos o de
bolas a rtula (autoalineables).
Herramienta para alinear ejes.
Falla frecuente de
los rodamientos
Bloqueo del rodamiento libre Rodamiento CARB.
Herramientas no adecuadas
Utilizar herramientas adecuadas.
Desconocimiento
de buenas prcticas de
montaje y desmontaje.
Recomendar la pgina web
www.skf.com/mount.
Incorrectas operaciones de
montaje y desmontaje
Desbalanceo Equipo colector, analizador y balanceador
(Microlog)
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Tabla 4.6. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de
los rodamientos de las bombas
Problema Causa Solucin
Contaminacin Combinacin de sello radial de labio con
anillos en V pequeos.
Inadecuada lubricacin
Sistema de lubricacin automtica de un solo
punto (System 24)
Sistema de lubricacin automtica de ocho
puntos (Sistema multipuntos)
Lubricante incorrecto
Grasa SKF LGMT2, LGMT3 (Ventiladores
medianos y grandes)
Grasa SKF LGEP2, LGWA2/VKG-1
(Ventiladores pequeos)
Desalineacin
Rodamiento Fijo: Rodamiento de rodillos o de
bolas a rtula (autoalineables).
Herramienta para alinear ejes.
Bloqueo del rodamiento libre Rodamiento CARB.
Falla frecuente de
los rodamientos
Mala seleccin del juego
interno
Para todos los rodamientos excepto los de
contacto angular el juego debe ser mayor que
el normal C3.
Herramientas no adecuadas
Utilizar herramientas adecuadas.
Incorrectas operaciones de
montaje y desmontaje Desconocimiento
de buenas prcticas de
montaje y desmontaje.
Recomendar la pgina web
www.skf.com/mount.
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Tabla 4.7. Resumen de los problemas con sus causas y soluciones de
los rodamientos de los motores elctricos
Problema Causa Solucin
Contaminacin
Sello Defender
Sellos radiales (pequeos
Anillos en V pequeos
Inadecuada lubricacin
(exceso de lubricante)
Sistema de lubricacin automtica de un solo
punto (System 24)
Sistema de lubricacin automtica de ocho
puntos (Sistema multipuntos)
Lubricante incorrecto
Grasa SKF LGHP 2, LGMT2, LGMT3
(Ventiladores grandes)
Grasa SKF LGHP 2 (Ventiladores pequeos y
medianos)
Desalineacin
Herramienta para alinear ejes.
Falla frecuente de
los rodamientos
Paso de corriente elctrica por
el rodamiento
Rodamiento aislado (INSOCOAT o hbrido)
en el extremo no accionado.
Herramientas no adecuadas
Utilizar herramientas adecuadas.
Desconocimiento
de buenas prcticas de
montaje y desmontaje.
Recomendar la pgina web
www.skf.com/mount.
Incorrectas operaciones de
montaje y desmontaje
Desbalanceo Microlog (Equipo colector, analizador y
balanceador).
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Captulo V
EJEMPLOS DE CLCULOS
1. Segmento: Pulpa y Papel
Equipo: Rodillos de la seccin de secado
Problema: Corrosin de los rodamientos y alto consumo de grasa.
Solucin: Intercambio de los rodamientos de rodillos a rtula (SRB) por rodamientos
de rodillos a rtula sellados (SSRB)
Nmero de rodillos: 14
Cantidad de rodamientos por rodillos: 2
Promedio de vida real de los rodamientos actuales: h (6 meses) 432010 =hL
Vida esperada de los rodamientos SSRB h (5 aos) 4320010 =hL
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Tabla. 5.1 Clculo de ahorro de intercambiar SRB por SSRB
0-4 meses 4-8 meses 8-12 meses 0-12 meses
Costo de rodamiento 147,83 147,83 147,83 443,49
Mano de obra por desmontaje y
montaje del rodillo (6 horas) 15,89 15,89 15,89 47,68
Mano de obra por desmontaje y
montaje del rodamiento (8 horas) 21,19 21,19 21,19 63,57
Costo de lubricante (4 meses) 128,96 128,96 128,96 386,89
Mano de obra por relubricacin
(5 horas) 4,36 4,36 4,36 13,08
SRB
TOTAL ($) 318,24 318,24 318,24 954,71
Costo de rodamiento 327,29 0 0 327,29
Mano de obra por desmontaje y
montaje del rodillo (6 horas) 15,89 0 0 15,89
Mano de obra por desmontaje y
montaje del rodamiento (8 horas) 21,19 0 0 21,19
Costo de lubricante (4 meses) 0 0 0 0,00
Mano de obra por relubricacin 0 0 0 0,00
SSRB
TOTAL ($) 364,38 0 0 364,38
El ahorro de un rodillo el primer ao es de: 590,33 $
El ahorro de un rodillo por ao (a partir del segundo ao) es de: 954,71 $
El ahorro total de un rodillo en 5 aos es de: 4.409,17$
El ahorro total haciendo el cambio de rodamientos en lo