Cómo la industria cementera puede detectar fallas en los rodamientos de forma temprana

La aceleración de envolvente, una técnica de procesamiento de señales, se utiliza ampliamente en la industria del cemento, donde los cojinetes son vulnerables a fallas prematuras debido a entornos de trabajo agresivos. La razón es obvia: supera las limitaciones de las técnicas convencionales de monitorización del estado de las máquinas, como las mediciones del espectro de velocidad, para detectar fallas en los cojinetes en la etapa más temprana posible.

Lo hace distinguiendo entre las firmas de vibración de un rodamiento defectuoso frente a un fondo de vibraciones de la máquina de baja intensidad y carácter repetitivo. Esto permite supervisar la velocidad de desgaste del componente y planificar en consecuencia los trabajos de mantenimiento.

La forma de onda sin filtrar de un rodamiento defectuoso es una mezcla de bajas y altas frecuencias, y no tiene un patrón evidente. La envolvente de aceleración supera esto aplicando primero un filtro de paso de banda, que se selecciona cuidadosamente para aislar solo aquellas frecuencias que contienen la señal de interés.

La salida filtrada, que identifica señales repetitivas de alta frecuencia, se rectifica y demodula posteriormente para producir una ‘envolvente’ de señales espaciadas regularmente que probablemente ocurran cuando los elementos rodantes pasan sobre un defecto en la pista de rodadura, por ejemplo. Otras causas de ruido, como el roce del eje, son aleatorias y no producirán estos picos espaciados uniformemente.

Sin embargo, la envolvente de aceleración tiene sus limitaciones. Como la técnica detecta fallos en los rodamientos manifestados por impactos repetitivos de metal contra metal, cualquier elemento que oculte esto —como juntas o amortiguadores— dejará una máquina fuera de su ámbito de uso. Además, la interpretación de los resultados puede requerir cierto nivel de habilidad y experiencia adquirida a través de un período prolongado de monitoreo.

Si una aplicación es adecuada para la envolvente de aceleración y se dispone de personal cualificado para interpretar las señales, es importante seleccionar sensores de vibración que tengan una respuesta de frecuencia adecuada. Estos deben montarse de forma segura cerca del componente monitoreado y colocarse para medir movimientos horizontales, verticales o axiales, según sea necesario.

En un motor de trituradora típico, por ejemplo, se montan acelerómetros radialmente en el extremo de accionamiento y en el extremo opuesto al accionamiento para supervisar el estado de los rodamientos del motor. Por otro lado, dentro de una caja de engranajes, un acelerómetro axial en el eje de entrada puede ofrecer una buena indicación del empuje que actúa sobre él.

Las condiciones extremas de la producción de cemento son difíciles para los rodamientos. La envolvente de aceleración, como parte de un régimen amplio de mantenimiento basado en la condición, detectará los problemas de forma temprana y garantizará que los activos duren más tiempo antes de fallar, maximizando el tiempo de actividad de la máquina y mejorando la eficiencia de la planta.