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Datastream: 6 Foro de Mantenimiento e Industria Conferencia:
Confiabilidad de Rodamientos en Equipos Rotativos Per Arnold Elgqvist O. Presidente, Servicios Tecnológicos Corporativos, S.C. Director General, STLE México Coordinado Coordinador, r, Comité STLE de Rodamient Rodamientos os
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¡Los rodamientos son inocentes hasta que se compruebe lo contrario!
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¡Los rodamientos son inocentes hasta que se compruebe lo contrario!
Causas Causas Principales Principales de de las las Fallas Fallas SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C. CORPORATIVOS,
Anteriormente los rodamientos fallaban por fatiga debida a fallas propias del material, diseño o calidad de fabricación; hoy día la gran mayoría de los rodamientos fallan por causas externas.
¿Cuánto ¿Cuánto deben deben durar durar los los Rodamientos? Rodamientos? SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
¿Cuánto deben durar realmente los rodamientos?
Falla Falla Prematura Prematura SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Se debe considerar la Falla como Falla Prematura cuando la Vida Útil del Rodamiento obtenida es inferior a la Especificada del Equipo por su Diseño. Cada Falla Prematura debe originar un Análisis de Causa Raíz para determinar las Acciones Correctivas necesarias para evitar la Recurrencia de la Falla.
¿Cuánto ¿Cuánto deben deben durar durar los los Rodamientos? Rodamientos? SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
– El diseñador del equipo correspondiente evalúa la aplicación y determina el diseño (selección del rodamiento, tipo y tamaño) según la duración requerida o según los estándares y recomendaciones de la industria. • La duración requerida de una aspiradora puede ser de 1000 horas. – La duración típica requerida para aplicaciones industriales es alrededor de 40,000 horas, o cerca de 4 a 5 años. – Maquinaria más crítica o costosa es diseñada para duraciones mucho mayores, por ejemplo: • Máquinas papeleras son diseñadas para duraciones de 100,000 a 200,000 horas de vida (10 a 20 años).
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Oportunidad: Oportunidad: Una Una Actitud Actitud Positiva Positiva yy Proactiva Proactiva Lo anterior nos debe conducir a una: Actitud Positiva y Proactiva: Ver cada falla de rodamiento como el reto de identificar la o las causas raíz y tomar las acciones correctivas adecuadas para evitar su recurrencia.
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El El abc para la la Confiabilidad Confiabilidad de de abc para Rodamientos Rodamientos El abc para asegurar la Confiabilidad de rodamientos contiene los siguientes pasos: 1. Seleccionar el rodamiento más adecuado para la aplicación. 2. Especificar el rodamientos correctamente para su adquisición. 3. Recepción, almacenamiento y manejo adecuados. 4. Montaje correcto utilizando el método y la herramienta correctos. 5. Lubricación correcta utilizando el lubricante y el sistema de lubricación más adecuados. 6. Mantenimiento predictivo/proactivo para el monitoreo de su correcto funcionamiento.
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Criterios Criterios para para la la Selección Selección del del Rodamiento Rodamiento • La carga - Dirección, magnitud y ciclos. • Velocidad de giro – Cuales son las limitantes. – La generación de calor y la carga definen la velocidad máxima. – La velocidad máxima muchas veces es limitada por los tipos de lubricante y la jaula del rodamiento. • Condiciones del ambiente - sellos vs. tapas (integrados), sellos o retenes externos. • Lubricación. • Desalineación. • Consideraciones de montaje y desmontaje.
Fórmula Fórmula de de la la Vida Vida Nominal Nominal Modificada Modificada SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Norma ISO 281:1990/Amd.2:2000
Lnm = a1 aXYZ L10 a1 = factor de ajuste de la vida, por fiabilidad. axyz = factor que toma en cuenta lo siguiente: – la carga sobre el rodamiento en relación a la carga límite de fatiga.
– La lubricación , o sea la relación entre la viscosidad actual y la viscosidad mínima requerida, llamada relación Kappa.
– Nivel de contaminación (ISO 4406).
Especificaciones Especificaciones yy Normas Normas Internacionales Internacionales SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Plan de Dimensiones Las Series Dimensionales de los rodamientos son de acuerdo a las Normas: ISO 15:1998 - Rodamientos métricos radiales excepto los de rodillos cónicos. ISO 355:1977 - Rodamientos métricos de rodillos cónicos. ISO 104:2002 - Rodamientos métricos axiales. Series de diámetro
Series de ancho
Series de altura
Especificaciones Especificaciones yy Normas Normas Internacionales Internacionales SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Ajustes en Ejes y Alojamientos La Norma ISO 286-2:1988 establece las posiciones y los rangos para ajustes en ejes y alojamientos. La posición en relación a la medida nominal es indicada por una letra, siendo esta mayúscula para diámetros interiores, o sea alojamientos, y minúscula para diámetros exteriores, o sea para ejes. Como regla general, se incrementa la interferencia de acuerdo como se avanza en el alfabeto. El dígito indicado después de la letra indica el rango de la tolerancia.
Especificaciones Especificaciones yy Normas Normas Internacionales Internacionales SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Juego Radial interno La Norma ISO 5753:1991 establece los valores para los juegos internos para rodamientos radiales. Estos valores son válidos para rodamientos radiales antes de su montaje y con una carga de medición cero. Los valores varían de acuerdo al tipo de rodamiento: Los juegos radiales para rodamientos de rodillos son mayores que para rodamientos de bolas. Los juegos radiales para rodamientos con agujero cónico son mayores que para rodamientos con agujero cilíndrico.
El El Sistema Sistema de de Designaciones Designaciones SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
La designación básica identifica: • Tipo de rodamiento • Serie Dimensional ISO de Anchura • Serie Dimensional ISO de Sección de Diámetro • Tamaño (diámetro del eje)
La designación suplementaria (sufijos) identifica variantes de: • Diseño (interno, externo, jaula) • Materiales, tratamiento térmico • Precisión, juego interno • Estabilización térmica • Lubricación • Otros
La La Estructura Estructura del del Sistema Sistema de de Designaciones Designaciones SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Tipos de rodamientos
Rodamientos radiales, ancho (B, T)
Rodamientos axiales, altura (H)
Diámetro exterior (D)
Diámetro Interior d/5 (30 mm diámetro interior)
La La Estructura Estructura del del Sistema Sistema de de Designaciones Designaciones SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
(0)32 (0)33
1(0)2 1(0)3 104 1(1)0 (1)22 (1)23
213 222 223 230 231 232 238 239 240 241 248 249 292 293 294
Tipos de rodamientos
522 523 524 542 542 544 302 303 313 320 321 322 323 329 330 331
4(2)2 4(2)3
510 511 512 512 514 532 533 534 590 591
16(0)0 16(0)1 6(1)0 6(0)2 6(0)3 6(0)4 608 609 618 619 622 623 630
7(1)0 7(0)2 7(0)3 7(0)4 708 718 719
811 812 813 814 874 893 894
(0)2 (0)3 (0)4 10 12 18 19 20 22 23 28 29 30 31 33 38 39
30 31 39 40 41 48 49 50
(0)2 (0)3 10 12 19 23
13 22 23 30 31 32 38 39 40 41 48 49
Sistema Sistema para Sufijos (SKF)
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Ejemplo de Designación completa
Design. Básica
Grupo Grupo Grupo 1 2 3
/
6205-2RS1NRTN9/P63LT20CVB123
6205
-RSINR
/
23064 CCK/HA3C084S2W33
23064
CC
K
TN9
Grupo Grupo Grupo Grupo Grupo Grupo 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
/
P63 HA3
C084
Designación Básica Espacio Sufijos Grupo 1: Diseño Interno (A, B, C, D, E) Grupo 2: Diseño Externo (K, RS1, Z, N, NR) Grupo 3: Diseño de Jaula (J, Y, TN9, P, M) Diagonal obligatoria Grupo 4: Variantes: Grupo 4.1: Materiales, Tratamiento Térmico (HA1, HA2, HA3) Grupo 4.2: Precisión, Juego Interno, Nivel de Vibración y Ruido (C3, C4, P6, P5) Grupo 4.3: Juego de Rodamientos, Rodamientos Apareados (CB, GA) Grupo 4.4: Estabilización Térmica (S1, S2, S3, S4) Grupo 4.5: Lubricación (LT, MT, HT, VTXXX) Grupo 4.6: Otros Variantes (VAXXX, VBXXX, etc)
LT20C VB123 S2
W33
El El Manejo Manejo Correcto Correcto de de Rodamientos Rodamientos SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Los rodamientos son los productos fabricados en serie con la mayor precisión: Las dimensiones en tienen tolerancias de diezmilésimas de pulgadas y las tolerancias de funcionamiento en millonésimas de pulgadas. Es decir:
¡Los rodamientos son productos de Precisi ó n y deben ser tratados como tales!
Almacenaje Almacenaje de de Rodamientos Rodamientos SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
El almacenaje correcto es indispensable para poder garantizar el buen estado de los rodamientos en cualquier momento que se requieran para su uso. ¡Por lo mismo es uno de los aspectos indispensables cuidar para poder asegurar la confiabilidad en la planta!
Almacenaje Almacenaje de de Rodamientos Rodamientos SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Nunca se debe abrir los empaques originales de los rodamientos y sus accesorios en el almacén. ¡Se deben guardar en sus empaques originales hasta el momento de sus montajes!
Almacenaje Almacenaje de de Rodamientos Rodamientos SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
A pesar de todos los cuidados, el día de mañana Usted encuentra en su almacén un rodamiento que se ha oxidado. ¿Que puede o que debe hacer? ¡El oxido en un rodamiento no se puede quitar sin afectar el funcionamiento posterior del rodamiento (se pierde la confiabilidad), por lo que debe dar de baja el rodamiento de inmediato para su reposición!
Almacenamiento Almacenamiento de de Rodamientos Rodamientos SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Oportunidades identificadas en la Industria: Depuración de rodamientos no recomendados para su uso: Rodamientos en mal estado: Óxido avanzado, lo cual conllevaría a fallas inminentes de los rodamientos y serios daños a los ejes y alojamientos en el caso de ser utilizados.
Almacenamiento Almacenamiento de de Rodamientos Rodamientos SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Oportunidades identificadas en la Industria: Depuración de rodamientos no recomendados para su uso: Rodamientos en mal estado: Empaques abiertos y en muy mal estado, lo cual pone en duda las condiciones el producto que contiene.
Almacenamiento Almacenamiento de de Rodamientos Rodamientos SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Oportunidades identificadas en la Industria: Depuración de rodamientos no recomendados para su uso: Variantes No Recomendados: Rodamientos de bolas con contacto angular de las series 72 y 73 que son montados en parejas y requieren haber sido ajustados de fábrica para poder funcionar correctamente, lo cual debe ser indicado con los sufijos correspondientes (G ó CB en SKF, UA ó UO en FAG, etc.)
Rodamientos que no han sido ajustados para montajes en pareja y con jaulas de poliamida
Rodamiento fabricado antes de 1970
Montaje Montaje Mecánico Mecánico SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
¡Asegúrese siempre de que la fuerza de montaje es aplicado directamente al anillo que se está montando y no a través de los elementos rodantes!
Montaje Montaje Mecánico Mecánico SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
¡Asegúrese siempre de que la fuerza de montaje es aplicado directamente al anillo que se está montando y no a través de los elementos rodantes!
Cuidado Cuidado en en el el Montaje Montaje de de la la Máquina Máquina SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Ejemplo: Las fuerzas de los impactos al montar el cople en un ventilador marcan las pistas de los rodamientos
El El Montaje Montaje de de los los Rodamientos Rodamientos SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
El método preferido: calentamiento por inducción
Principales Principales Pruebas Pruebas Aplicadas Aplicadas aa Grasas Grasas
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Consistencia – ASTM D217 Estabilidad – ASTM D 1831 Punto de Goteo ASTM D2265 Corrosión en Lámina de Cobre ASTM D130 4 Bolas Extrema Presión ASTM D2783 4 Bolas Desgaste D2266 Carga Timken ASTM D2782 Resistencia al Agua en Spray ASTM D4049 Resistencia al Lavado por Agua ASTM D1264 Propiedades Anticorrosivas DIN 51802 (SKF - EMCOR) SKF R2F Compatibilidad con Elastómeros Prueba FZG para Engranajes
Pruebas Pruebas de de Grasas Grasas SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Consistencia – Penetrómetro ASTM D 217
Permite evaluar, la consistencia o cuerpo de la grasa
Pruebas Pruebas de de Grasas Grasas SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Estabilidad Mecánica al Rolado ASTM D1831 (Prueba "Shell")
Mide el cambio de consistencia (penetración) de la grasa en ensayo bajo carga de rolado, indicando también la temperatura y duración del ensayo. Las grasas de buena calidad apenas deben cambiar su consistencia en la realización de esta prueba.
The Benefits: Oil Mist vs. Oil Bath in Centrifugal Pumps SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Comparison of the Different Contamination Levels when utilizing Oil Bath Lubrication and Oil Mist Lubrication in Centrifugal Pumps Contamination Level (ISO 4406)
22/19/16
20/17/14
Oil Bath Lubrication
18/15/12
Oil Mist Lubrication 16/13/10
Oil Mist Lubrication Filtration β5>200)
t1
t2
Oil Change
Oil Change
t3
Operation Time
Oil Change
Ref: Conferencia Per Arnold Elgqvist, Mayo 2005, STLE 2005 Annual Meeting, Las Vegas, USA
The Benefits: Oil Mist vs. Oil Bath in Centrifugal Pumps SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Bearing life calculations according to ISO 281/2:2000 utilizing SKF method (CADalog) These calculations take in account operating temperatures, oil viscosity and different levels of cleanliness. For the calculations a common operating temperature for oil bath lubrication of 70ºC has been used and a reduction of 10ºC has been used for oil mist lubrication, = 60ºC. Application: Centrifugal Pumps Bearings: 7208 BECBM in Back-to-Back arrangement Axial Load: 7,000 N Radial Load: 500 N Rotating Speed: 1800 rpm Ref: Conferencia Per Arnold Elgqvist, Mayo 2005, STLE 2005 Annual Meeting, Las Vegas, USA
The Benefits: Oil Mist vs. Oil Bath in Centrifugal Pumps SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Bearing life calculation according to ISO 281/2:2000 utilizing SKF method (CADalog) Application Bearings: Loads: Speed: Operating Temperature ºC
CENTRIFUGAL PUMP 7208 BECBM in Back-to-Back arrangement Axial Fa: 7,000 N 1800 rpm
Contamination Level
(Calc. Factor)
ηc
Radial Fr:
Actual Viscosity v cSt
500 N
Viscosity Relation v/v1
aSKF Bearing Life L10nm Hours
κ
OIL BATH LUBRICATION 1 70 Normal ISO 18/15/12 0.5 2 70 Moderate Contamination ISO 20/17/14 0.2
Mineral Oil ISO VG 68 20.2 1.5 20.2 1.5
3
20.2 1.5 Mineral Oil ISO VG 68 28.7 2.1 28.7 2.1
70 Heavy Contamination ISO 22/19/16 0.1 OIL MIST LUBRICATION 1 60 Normal ISO 18/15/12 0.5 1 60 Improved Cleanliness ISO 16/13/10 0.8
Factor
6.3 1.7
32,000 8,970
0.9
4,610
8.8 24.7
45,400 127,000
Ref: Conferencia Per Arnold Elgqvist, Mayo 2005, STLE 2005 Annual Meeting, Las Vegas, USA
El El Mantenimiento Mantenimiento Predictivo/Proactivo Predictivo/Proactivo SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
Sistema Tribo-Termo-Dinámico DISEÑO
ING. DE MATERIALES Y SUPERFICIES
TRIBOSISTEMA (TTD)
ING. DE LUBRICACIÓN - LUBRICANTE - SISTEMA - MONITOREO
TIPO Y ESTRATEGIA DE MANTENIMIENTO: Reactivo Preventivo Predictivo Proactivo
Requerimientos y condiciones de operación: • Vida útil. • Alto grado de confiabilidad. • Temperaturas extremas. • Ambiente contaminado (polvo, humedad, etc.). • Ecológico. • Bajos niveles de vibración y ruido. • Bajos consumos de energía. • Etc., etc.
El El Mantenimiento Mantenimiento Predictivo/Proactivo Predictivo/Proactivo SERVICIOS TECNOLÓGICOS CORPORATIVOS, S.C.
¿Quién Suministra la Confiabilidad? ¿Mantenimiento u Operaciones?
Mantenimiento suministra confiabilidad de los equipos
J U N T O S
Operaciones suministra confiabilidad del proceso
