ANÁLISIS DE FALLAS

MECÁNICAS

Capítulo I: Análisis de fallas

Tipos de fallas

•Catastrófica (Cortocircuito, quebradura, etc.)

•No Catastrófica (Exceder límites de tolerancia)

•Tempranas (Defecto de fábrica, calidad, etc.)

•Constantes

•Sobrecarga ocasional

•Pérdida de resistencia

•Desgaste

Reducción de fallas

•Diseño y construcción.

•Selección y calidad del material.

•Instalación correcta.

•Pruebas de aceptación.

•Trabajo dentro rangos (presión,

velocidad, T°, etc.)

•Programa de mantención.

Reducción de fallas

•Mantención predictiva

(Espectrofotometría, Ferrografía,

Termografía, Análisis de Aceites,

Ultrasonido, líquidos penetrantes, Rayos

X, Vibraciones)

•Programa de mantenimiento.

•Mantención preventiva (Cambios de

aceites, sellos, etc.)

•Mantención Correctiva (Cambio de

elementos, etc.)

Fallas en rodamientos

La carga sobre un rodamiento produce elevadas presiones entre las

superficies de contacto de los elementos de rodamiento y sus pistas.

Esfuerzos de compresión superior a 35.000 Kg/cm2.

Deformación de las superficies

•Radial

Es mayor en el punto de máxima presión y es menor en los puntos adyacentes en

donde la presión es más reducida.

•Axial

Soportan una carga constante, la presión sobre los elementos de rodamiento y la

consiguiente deformación resulta uniforme

Fatiga del material

El constante y permanente esfuerzo de las superficies de contacto, debilita

gradualmente la estructura inmediata a la superficie del metal, hasta la aparición

de grietas microscópicas, desprendimientos de partículas metálicas, deformación

y finalmente la falla.

•Fallas por fatiga

•Intensidad de los esfuerzos, carga, cantidad, tamaño, forma, contorno de las

pistas.

•Cantidad y repetición de esfuerzos aplicados

•Erosión:

Remoción de material debilitado por la fatiga y la corrosión, desprendimientos en

línea en la dirección de la corriente de aceite.

Cavitación, vacío en el líquido (carga sobrepasa la entrega de la bomba).

Desgaste, abrasión y rayado. Presencia de materias extrañas aceitosas en las

superficies.

Rotura de cigüeñal causada por fatiga de material

Características de las fallas

•Desgaste normal y desprendimiento debido a fatiga de material.

•Prematura, resultado de muchos factores (lubricación, agua, ácidos etc.)

•Carga excesiva sobre las bolas, producida por golpe o esfuerzo fuera de rango

•Agujero deformado, produce pequeñas vibraciones entre rodamiento y asiento.

•Desalineación entre cubeta – eje, cubeta – alojamiento.

•Abrasivos producen rápido desgaste.

•Impacto producido en la manipulación o montaje.

Características de las fallas

•Roce severo entre aro interior y eje.

•Corrosión por roce y ruptura, contacto incorrecto.

•Humedad en el lubricante, causando herrumbre.

•Falso temple causando remoción de metal de la superficie por atrición.

•Grietas y ondulaciones en la superficie de la pista.

•Astillamiento o resquebrajadura.

•Esmerilamiento los rodillos son arrastrados por el anillo interior.

•Soldadura cuando el lubricante no es el adecuado.

Fallas en descansos

•Fatiga (grietas, ralladuras)

•Atascamiento (aleaciones, Cu - Pb)

•Corrosión (Cu – Pb – Cd)

•Erosión (Agua, Ácidos)

•Abrasión y escoriamiento (Película lubricante)

Reconocimiento y manifestación

•Fatiga: Se produce en cargas cíclicas donde el material esta recubierto con

aleaciones de metal blanco. Modo de determinarla es por:

•Resistencia de la aleación

•Carga unitaria

•Temperatura de operación

•Atascamiento: Cuando se produce la rotura de la película de aceite, hay

fricción metal con metal.

•Corrosión: Desprendimientos de partículas que producen ácidos, con lo cual el

metal sufre deformaciones en forma gradual.

•Erosión: Producto del desplazamiento de la corriente en una misma dirección.

•Abrasión: Desprendimiento de metales los cuales quedan atrapados en las

superficies de contacto.

Fallas típicas en descansos

•Fatiga

•Atascamiento de un cojinete trimetal

•Corrosión de un cojinete con aleación a base de plomo

•Erosión del tipo cavitación sobre la superficie

•Desgaste de la parte central del eje

•Protuberancia del eje causada por ranura sobresaliente,

Fallas típicas en descansos

•Grietas y levantamiento del aluminio

•Desalineamiento en la unión

•Vibraciones excesivas producirán marcas,

•Barrido de superficie y principio de atascamiento ocasionado por conocidad del

eje

•Arqueamiento y rajadura del acero

•Rayado de la superficie ocasionada por polvo y suciedad.

•Corrosión y fatiga de un cojinete a base de Cu – Pb.

Fallas en engranajes

La falla de un engranaje en una maquinaria de un sistema de control de

proceso, significa pérdida de producción, con las consecuencias conocidas, es

deber del mantenedor detectarla (Mantención Predictiva).

Fallas típicas de engranajes

•Desgaste por pérdida de la superficie del diente, perfil o rugosidad debido al

contacto metal con metal.

•Desalojamiento plástico, rebabas en los extremos y en la parte superior del

diente, producto del golpeteo metal con metal.

•Fracturas por fatiga, resultado de excesivas repetición de esfuerzos flexionantes

que sobrepasen el límite de resistencia del material.

Fallas típicas de engranajes

•Ondulamiento, se produce cuando el engranaje es sometido a carga elevada y

baja velocidad.

•Abrasión, proceso que se auto alimenta ya que forma elemento de pulir.

•Rayado originadas por rebabas metálicas que penetran en el punto de engrane.

Fallas típicas de engranajes

•Desalineamientos por paralelismo y fuera de plano.

•Sobrecargas producen picaduras, fracturas, etc. Principalmente Afectando los

materiales más dúctiles.

•Picadura destructiva, descantillado o desprendimiento (astillas) aumenta de

tamaño destruyendo la forma del diente.

Capítulo II: Averías en los sistemas hidráulicos

Los puntos que se comenta a continuación pueden ayudar a evitar

complicaciones.

•Cada componente del sistema debe ser compatible con los otros elementos

del mismo. Como ejemplo, colocar un colador no adecuado a la entrada de una

bomba puede originar cavitación con el daño consiguiente para la máquina.

•Todas las tuberías deben dimensionarse correctamente y estar libres de

curvaturas restrictivas. Una tubería subdimensionada o con restricciones

origina una pérdida de presión.

•Algunos componentes deben instalarse en una posición específica, con

relación a otros componentes o tuberías. Por ejemplo, la carcasa de una bomba

de pistones en línea, debe de estar siempre llena de fluido para fines de

lubricación.

•Aunque no es esencial para el funcionamiento del sistema, la colocación de

puntos adecuados de comprobación para lecturas de manómetros facilita

también la localización de avería.

Normas de seguridad para la detención de las máquinas

Localización de fallas y averías en bombas hidráulicas

Problema: Bomba hidráulica con ruido anormal.

Sistema de compresión

El sistema de compresión de aire es una parte integral de una maquinaria. El aire

comprimido es utilizado en los siguientes procesos:

•Refrigeración general

•Limpieza del pozo, barriendo los recortes

•Soplado de los recortes desde los elementos filtrantes

•Alimentación al sistema de lubricación

•Alimentación a herramientas de servicio

Capítulo III: Sistemas de aire y compresores

industriales

Los compresores de baja presión, poseen tres sistemas:

•Sistema cerrado de lubricación

•sistema de aire comprimido

•sistema de regulación.

Diagnóstico de fallas de compresores

•Problema 1: Sobrecalentamiento, alta temperatura de descarga

•Problema 2: Sistema de aceite de lubricación y enfriamiento del compresor obstruido

•Problema 3: Baja capacidad del compresor

•Problema 4: Excesivo consumo de aceite lubricante

• Problema 5: Falla en el switch de temperatura