Las fallas de engranajes deben analizarse para identificar el modo de falla y determinar la causa de la falla. El documento AGMA 912-A04 describe muchas de las formas en que los dientes de los engranajes pueden fallar y recomienda métodos para reducir las fallas de los engranajes. La definición detallada de los modos de fallas con imágenes representativas de cada modo se puede obtener del documento ANSI/AGMA 1010-E95 o ISO 10825. Un análisis más profundo de requiere conocimientos de dinámica, ciencia de los materiales, corrosión y tribología que se puede obtener de bibliografía más especializada. No obstante, la información aportada en estos dos documentos es suficiente para comprender el fenómeno de falla, e investigar las soluciones que permitan la toma de decisiones acertadas sobre operación y mantenimiento de cajas de engranajes.
Procedimiento del Análisis de Falla
El procedimiento que se describe a continuación es una adaptación del establecido en el documento AGMA 912-A04 y el utilizado por HE Consulting en sus estudios de análisis de fallas. Las etapas son las siguientes:
- Identificación de las condiciones de falla
La investigación de fallas debe planificarse cuidadosamente para preservar la evidencia. El enfoque específico puede variar según cuándo y dónde se realice la inspección, la naturaleza de la falla y las limitaciones de tiempo.
- Preparación de la inspección
Antes de visitar el lugar de la falla, entreviste al personal en el lugar y explique lo que se necesita para inspeccionar la unidad de engranajes, incluido el personal, el equipo y las condiciones de trabajo.
- Inspección in-situ
Antes de comenzar la inspección, revise la información de antecedentes y el historial de servicio con la persona de contacto. Luego, entreviste a los involucrados en el diseño, la instalación, la puesta en marcha, la operación, el mantenimiento y la falla de la unidad de engranajes. Luego inspeccione si existen o no patrones de contacto de los dientes, si hay juego axial y backlash en los engranajes
- Retirar el reductor
Antes de desmontar el reductor debe verificarse el estado de la alineación de los acoplamientos de ejes
- Transporte del reductor al taller
El reductor debe transportarse evitando que se produzca corrosión y aislado de la vibración.
- Guardar adecuadamente el reductor
Lo mejor es inspeccionar el reductor lo antes posible. Sin embargo, si el reductor debe almacenarse, guárdelo bajo techo en un ambiente seco y con temperatura controlada.
- Desarmado del reductor
Durante el desarmado debe inspeccionarse cuidadosamente antes y después de limpiar, documentar los detalles de la observación y recopilar los datos geométricos de los engranajes. Igualmente, seleccionar muestra para análisis en laboratorio y obtener todos los datos necesarios, para poder verificar hipótesis de modos de fallos, así como realizar cálculos y pruebas de laboratorio, incluyendo las muestras de aceite que sean necesarias.
- Determinar el modo de falla primario
Pueden estar presentes varios modos de falla, por lo que es necesario identificar el modo primario. Los otros pueden ser consecuencias del modo primario. Estos pueden o no haber contribuido a la falla. También puede haber evidencia de otros problemas independientes del que origino el fallo.
Las clases de modos de falla de engranajes se estudian con más detalle en los cursos y diplomados de HE Consulting.
- Formular las hipótesis y realizar los cálculos y pruebas necesarias para verificarlas
En muchos casos, las piezas defectuosas y los datos de inspección no brindan suficiente información para determinar la causa de la falla. Cuando esto sucede, es posible que se necesiten cálculos de diseño de engranajes y pruebas de laboratorio para desarrollar y confirmar una hipótesis sobre la causa probable. Los cálculos deben hacerse utilizando métodos apropiados y estandarizados, como ANSI/AGMA 2001–C95. Compare los valores calculados con los valores permitidos para ayudar a determinar si hubo riesgos de falla por carga o condiciones operacionales inadecuadas.
- Documentar las hipótesis verificadas y elaborar las conclusiones.
Con las evidencias disponibles se verifican unas hipótesis y se rechazaran otras. Cada resultado debe ser documentado técnicamente. Luego se elaboran las conclusiones del estudio.
- Elaborar el reporte de los resultados
Finalmente se elabora el reporte técnico de acuerdo a los formatos específicos.
- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
- AGMA 912-A04, Mechanisms of Gear Tooth Failures, published by the American Gear Manufacturers Association, 500 Montgomery Street, Suite 350, Alexandria, Virginia 22314, http://www.agma.org.]
- ISO 10825:1995, Gears — Wear and damage to gear teeth – Terminology.
- ANSI/AGMA 1010-E95 Appearance of Gear Teeth Terminology of Wear and Failure
- Espinoza H. Análisis de fallas en equipos rotativos. Manual Modulo IV. Diplomado de equipos rotativos. HE Consulting. https://heconsulting.net/