Education

INVESTIGACION DE ANALISIS DE FALLAS EN COJIETES DE MOTORES

Description
INVESTIGACION DE ANALISIS DE FALLAS EN COJIETES DE MOTORES
Categories
Published
of 13
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Related Documents
Share
Transcript
  INVESTIGACION DE ANALISIS DE FALLAS EN COJIETES DE MOTORES Omar Tafur  1,  Johan Zea 2,  Jorge Peres 3 Escuela Colombiana De Carreras Industriales (ECCI) Grupo seminario de investigación en análisis de fallas Cr 19 N° 49  –   20 Bogotá D.C 1 dannyt9301@hotmail.com  2  johanzr7@gmail.com 3 rojobta_16@hotmail.com RESUMEN Este artículo contiene información real, de un análisis de falla realizado a muestras de cojinetes, un componente de importancia dentro de un motor de combustión interna. Este incluye aclaraciones sobre desgastes, fallas, causas y soluciones, de una muestra de cojinetes de un vehículo familiar de uso casual. Con el fin de enriquecer la información actual en cuanto a fallas, materiales, lubricación y modos de operación, para los cojinetes de un motor de combustión interna. TERMINOS CLAVE: Cojinetes, fallas en cojinetes, lubricación, modos de operación, combustión interna. ABSTRACT This article contains real information, of a failure analysis performed on samples bearing an important component in an internal combustion engine. This includes explanations of , possible wear, faults, causes and solutions, a sample bearing a family vehicle of casual use. In order to enrich the current information regarding faults, thereby giving improved designs, materials, lubrication and operating modes for the bearings of an internal combustion engine. KEY TERMS: Bearings, faulty bearings, lubrication, operating modes, internal combustion.  1.   INTRODUCCION Los cojinetes constituyen partes importantes en cualquier máquina, La función de un cojinete de motor es reducir la fricción entre una pieza giratoria de un motor (eje cigüeñal) y una pieza estacionaria (bancadas de  bloque) o también dos piezas en movimiento deslizándose una sobre la otra como en el caso de la biela sobre el muñón del cigüeñal. 1 Los cojinetes son piezas de acero aleado con cromo, manganeso y molibdeno, para facilitar la ejecución de rigurosos tratamientos térmicos y obtener piezas de gran resistencia al desgaste y a la fatiga. 2 Los cojinetes de motor son componentes vitales para el buen funcionamiento y larga vida de un motor. Por ello es que los fabricantes de motores exigen exactas especificaciones que determinan la composición metálica de los cojinetes, todo de acuerdo al tipo de motor donde serán instalados. Las composiciones de material más comunes en la fabricación de los cojinetes se agrupan en: Las BIMETALICAS que usan mezclas de capas de aluminio sobrepuestas sobre acero. Los cojinetes con esta formulación son usados en una gama extensa de motores., Las BIMETALICAS SUPERIOR, son usadas en cojinetes de avanzada tecnología  para motores modernos, Las TRIMETALICAS, como sugiere su nombre, emplean aleaciones de tres metales, el cobre, el plomo y el acero. Las de BABBITT se utilizan frecuentemente en los cojinetes de los árboles de leva. Los cojinetes de biela y de bancada con esta formulación normalmente se utilizan en motores de competición o alto desempeño. 3 Los cojinetes de los motores son piezas reemplazables que no son costosas y que resisten las presiones normales de ellos. Sin embargo según investigaciones efectuadas por algunos fabricantes de cojinetes, comprobaron que las causas principales para las fallas de cojinetes son las siguientes. 4   1. Suciedad. 2. Falta de lubricación. 3. Mal montaje. 4. Desalineación. 5. Sobre carga 6. Corrosión 1.1   EVOLUCION DE MATERIALES EN COJINETES Anteriormente en los motores, las superficies de los cojinetes se preparaban fundiendo una aleación de Babbitt directamente en la superficie de apoyo por ésta razón se denominan “cojinetes fundidos”. Actualmente, la gran mayoría de los cojinetes son de tipo “inserto” Este nombre proviene de el hecho de que el cojinete se hace como una pieza independiente y luego se inserta en la cubierta.   Metal BABBIT es un término genérico para designar aleaciones suaves con base de estaño y plomo, que se funden como superficies de cojinete o apoyo en tapas o respaldos de acero, bronce o hierro fundido. Los Babbit tienen excelente capacidad embebedora (o sea de encerrar o enclavar dentro de sí las partículas extrañas) y confortabilidad (capacidad para deformación plástica y compensar las irregularidades en el cojinete)    2.   FALLAS ACTUALMENTE INVESTIGADAS Y/O USUALES 2.1 MODOS DE FALLA COMUNES EN COJINETES: DESGASTE ABRASIVO : Presenta rayado o acanalado de la superficie por acción de partículas abrasivas con desprendimiento de material .Puede llegar a notarse partículas incrustadas en los bordes de las canales. Algunas posibles causas de ello suelen ser: Partículas contaminantes en el lubricante (pueden provenir del exterior o ser resultado del desgaste interno de la maquina).Partículas desprendidas del mismo cojinete por cavitación o fatiga superficial, que generan el rayado. Sistema de filtrado en el sistema de lubricación deteriorado. CAVITACIÓN: Desprendimiento de material a causa de la implosión intermitente de burbujas formadas en el aceite por cambios bruscos de presión. Tiende a presentarse cerca de agujeros de lubricación o en las superficies de los cojinetes orientadas en la dirección de aplicación de las mayores cargas por parte del eje. FIGURA 1: COJINETE CON CAVITACION FUENTE: FALLAS PREMATURAS EN METALES http://www.noriega.cl/ficha_tecnica/ficha%20metales.html En la figura 1 muestras de fallas en cojinetes con cavitación. Causas de ello suelen ser: Velocidades o temperaturas de cojinetes o aceite altas. Fuerzas cíclicas severas sobre los cojinetes, por ejemplo las  producidas por autoencendidos o detonaciones en motores. Juego entre eje y cojinete inapropiado .Vibración excesiva .Diseño no apropiado del cojinete o del muñón del eje. Contaminación del aceite con gases o presión inadecuada. Aceite no apropiado o con tendencia a formar espuma. FATIGA SUPERFICIAL: Se caracteriza por grietas y pérdida de material de la superficie de los cojinetes, generando el denominado picado. Está asociada a la presencia de cargas mecánicas o térmicas cíclicas sobre estos elementos.  GIRO Y DEFORMACIÓN: Se presenta desgaste adhesivo y/o deformación en la cara de asentamiento del cojinete, por giro o desplazamiento axial del mismo respecto a su posición normal. FIGURA 2: COJINETE CON DESGASTE POR DEFORMACION FUENTE: FALLAS EN COJINETES www.virtual.unal.edu.co En la figura 2 imágenes de cojinetes con desgaste por deformación. Algunas causas de ello suelen ser: Excesiva carga sobre los cojinetes. Lubricante inadecuado o deficiencias del sistema de lubricación. Juego excesivo entre cojinete y asentamiento o mal montaje. Ausencia de pestañas o arandelas de fijación en los cojinetes, o fuerza de apriete insuficiente entre cojinete y asentamiento. Consecuencia del desgaste adhesivo severo. LUDIMIENTO: Consiste en la acumulación de depósitos en la superficie de apoyo del cojinete, producto de desgaste y/o oxidación del mismo asociado a pequeños desplazamientos cíclicos de éste respecto al asentamiento. FIGURA 3: COJINETE CON DESGASTE POR LUDIMIENTO FUENTE: FALLAS EN COJINETES www.virtual.unal.edu.co  Análisis y diagnóstico de falla en un cojinete que opera a bajas vueltas Lic. Juan J. Piñeyro1, Ing. Andreas E. Klempnow 1,2 1Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Delta. Centro de Ensayos Estructurales (CENES), Av. San Martín 1171. (2804) Campana. Pcia. de Buenos Aires. Argentina Tel ó fax (03489)  –   420400 / 420018 / 420249 / 437617 2 KPS. Mantenimiento Predictivo. Lavalle 511. (2804) Campana. Pcia. de Buenos Aires. Argentina. e-mail: lescanov@frd.utn.edu.ar La clase de cojinetes más utilizados tanto en grandes como en pequeños equipos son del tipo antifricción (a  bolas o de rodillos) debido a las ventajas que presentan en cuestiones relativas al mantenimiento, facilidad de instalación, bajo costo, etc. En muchos casos son los componentes más precisos dentro de la máquina, y a  pesar de ello, sólo aproximadamente entre 10 a 20% de los rodamientos duran lo que deberían, debido a una variedad de factores. La mayoría de las fallas involucran el crecimiento de discontinuidades en las pistas o elementos rotantes, las que al ir desarrollándose dan lugar a un cambio en el estado de vibración de dicho componente, que es lo que se desea detectar. Se han desarrollado diversas metodologías, tanto en el dominio temporal como en el de las frecuencias, que permiten resolver el problema de detección e identificación de una falla en esta clase de componentes, sin embargo y tal como se ha indicado, a pesar de los avances logrados en el área de procesamiento de señales, no es posible la aplicación de técnicas definidas que  permitan resolver el problema de detección de fallas en rodamientos de muy bajas vueltas (< 10 rpm), debiendo en cada caso estudiar cual es la técnica que mejor puede adecuarse a cada caso en particular. El trabajo que se presenta en este informe está relacionado con los resultados de las mediciones llevadas a cabo sobre un rodamiento industrial de una torre portacuchara con una frecuencia de giro menor a 1 rpm, similar al que utilizan las grandes grúas de puerto, y constituyen un complemento a los resultados  presentados. Se utilizaron las mediciones obtenidas en las diferentes mediciones realizadas a lo largo de tres años (dos a cuatro por año), estando nuestro objetivo básico centrado en la implementación de un análisis  basado en la detección de picos por medio de un filtrado pasa altos de la señal. Se estudiaron diferentes metodologías para la aplicación de esta técnica, encontrando finalmente que la más apropiada es la simple autocorrelación de los valores absolutos. La aplicación de esta técnica requiere de un análisis gráfico ayudada fundamentalmente por un conjunto de cursores gráficos que permitan determinar diferencias en tiempo relacionadas a frecuencias típicas de las fallas que se quieren detectar. El método se ha implementado en un sistema de medición de vibraciones basadas en ocho canales de entrada de señales, una de las cuales corresponde a las necesidades del problema.
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks