Los rodamientos de orientación, también conocidos como coronas de giro, son componentes mecánicos cruciales que se utilizan para soportar cargas axiales, radiales y de momento de vuelco en diversas máquinas de servicio pesado, como grúas, excavadoras, aerogeneradores y plataformas giratorias. Una de las fallas más críticas y comunes en los rodamientos de orientación es la rotura o el daño de los dientes en la corona dentada.
La rotura de dientes en un rodamiento de orientación puede provocar graves problemas operativos, como ruidos anormales, vibraciones, reducción de la capacidad de carga y, finalmente, la falla total del equipo. Este tipo de daño suele deberse a una instalación incorrecta, sobrecarga, lubricación deficiente o desalineación durante el funcionamiento.
Causas de rotura de dientes en cojinetes de giro
Sobrecarga:
Sobrecarga estática: Aplicar una carga superior a la capacidad estática nominal del rodamiento, incluso momentáneamente, puede fracturar los dientes.
Sobrecarga dinámica/Cargas de impacto: Impactos repentinos, movimientos bruscos o cargas elevadas inesperadas durante el funcionamiento (por ejemplo, una grúa que choca contra un obstáculo) pueden superar la resistencia de los dientes.
Distribución desigual de la carga: Si la estructura de montaje no es lo suficientemente plana o rígida, o si los pernos están apretados de forma desigual, la carga puede concentrarse en unos pocos dientes, lo que provoca sobrecarga y fractura.
Lubricación deficiente:
Lubricación insuficiente: La falta de lubricante aumenta la fricción y el calor, lo que provoca un desgaste acelerado (picaduras, rozaduras) que debilita los dientes y puede llegar a romperlos.
Lubricante incorrecto: El uso de un lubricante con una viscosidad inadecuada, aditivos de extrema presión (EP) insuficientes o incompatibilidad con las condiciones de funcionamiento puede afectar la protección de los dientes del engranaje.
Lubricante contaminado: La suciedad, los residuos, el agua o las partículas metálicas presentes en el lubricante actúan como abrasivos, desgastando el material del diente y creando acumuladores de tensión.
Desalineación:
Instalación incorrecta: Si el rodamiento de orientación no se monta perfectamente paralelo y concéntrico con el piñón de accionamiento, la carga no se distribuirá uniformemente a lo largo de la cara de los dientes. Esto genera cargas en el borde y altas concentraciones de tensión, lo que provoca la rotura de los dientes.
Deformación estructural: La flexión o deformación de las estructuras de soporte bajo carga también puede causar desalineación.
Falla por fatiga:
Las cargas cíclicas repetidas, incluso por debajo de la resistencia última del material, pueden provocar la aparición y propagación de grietas, que eventualmente resultan en la fractura del diente.
Esto es común en rodamientos que han estado en servicio durante mucho tiempo o que han experimentado muchos ciclos de carga.
Defectos de Material o Fallas de Fabricación:
Inclusiones, huecos o un tratamiento térmico inadecuado (p. ej., dureza o profundidad de encamisado incorrectas de los dientes del engranaje) durante la fabricación pueden crear puntos débiles propensos a fracturarse bajo cargas de funcionamiento normales.
Intrusión de Objetos Extraños:
Objetos duros (p. ej., piedras, fragmentos de metal, herramientas) atrapados entre los dientes del engranaje de la corona de giro y el piñón pueden causar la rotura inmediata de los dientes.
Engranaje/Juego Inadecuado de los Engranajes:
Juego Insuficiente: Puede causar atascamiento, calor excesivo y altas tensiones en los dientes.
Juego Excesivo: Puede provocar cargas de impacto cuando se invierte el sentido de rotación o cuando las cargas fluctúan, golpeando los dientes.
Corrosión:
La exposición a ambientes corrosivos sin la protección adecuada puede debilitar el material del diente con el tiempo, haciéndolo más susceptible a fracturas.
Cómo prevenir la rotura de dientes
Selección y diseño adecuados:
Asegúrese de que el rodamiento de orientación tenga el tamaño y las especificaciones correctas para las cargas, velocidades y ciclo de trabajo de la aplicación. Considere las posibles cargas de impacto.
Consulte con los fabricantes de rodamientos para obtener ayuda.
Instalación y alineación correctas:
Siga meticulosamente los procedimientos de instalación del fabricante.
Asegúrese de que las superficies de montaje sean planas, rígidas y limpias. Utilice pernos de la calidad correcta y apriételos uniformemente en la secuencia recomendada.
Verifique la correcta alineación entre la corona de orientación y el piñón de accionamiento. Compruebe y ajuste la holgura según las especificaciones.
Lubricación adecuada y regular:
Utilice el tipo, grado y cantidad de lubricante recomendados por el fabricante del rodamiento.
Establezca y siga un programa de relubricación regular.
Asegúrese de que toda la trayectoria del engranaje esté lubricada.
En el caso de engranajes lubricados con grasa, purgue la grasa vieja para eliminar los contaminantes.
Sellado eficaz y control de la contaminación:
Asegúrese de que los sellos estén en buen estado y correctamente instalados para evitar la entrada de suciedad, agua y otros contaminantes.
Inspeccione los sellos periódicamente y reemplácelos si están dañados.
Mantenga un entorno de trabajo limpio alrededor del equipo.
Inspección y supervisión periódicas:
Inspeccione periódicamente los dientes de los engranajes para detectar signos de desgaste (picaduras, desconchados, rozaduras), grietas o daños.
Escuche si se producen ruidos inusuales (rechinamientos, chasquidos) durante el funcionamiento.
Supervise las vibraciones.
Compruebe el estado del lubricante y analice si hay partículas de desgaste.
Inspeccione periódicamente el par de apriete de los pernos.
Cumplimiento de los límites operativos:
Opere el equipo dentro de los límites de carga y velocidad diseñados.
Capacite a los operadores para evitar cargas de impacto y movimientos bruscos.
Implemente sistemas de protección contra sobrecargas si es posible.
Capacitación de operadores:
Instruya a los operadores sobre los procedimientos operativos adecuados, los límites de carga y la importancia de un funcionamiento suave para minimizar la tensión en el rodamiento de giro.
Aprovisionamiento de Calidad:
Compre rodamientos de fabricantes de renombre con buenos procesos de control de calidad para minimizar el riesgo de defectos de material.
Al implementar estas medidas preventivas, se puede reducir significativamente la probabilidad de rotura de dientes en los rodamientos, lo que aumenta la fiabilidad y la longevidad del equipo.
