¿Qué es el rodamiento acanalado?

El acanalamiento de los rodamientos es un problema común que surge en los motores eléctricos y provoca fallas prematuras en los rodamientos y reparaciones costosas. Este artículo explora las causas, la identificación y la prevención del acanalamiento de los rodamientos para ayudar a mantener la longevidad y el rendimiento de los motores eléctricos.

¿Qué es el rodamiento acanalado?

El acanalado de los rodamientos es un tipo de daño eléctrico a los rodamientos causado por voltajes y corrientes del eje inducidas por variadores de frecuencia (VFD). Este fenómeno da como resultado un patrón de estrías o tabla de lavar distintivo en las pistas de rodadura de los rodamientos, lo que provoca fallas prematuras de los rodamientos, aumento de ruido y vibración.

Causas del acanalamiento de los rodamientos

• Tensiones y corrientes inducidas del eje desde los VFD: La conmutación de alta frecuencia de semiconductores de potencia en VFD puede crear voltajes de modo común, lo que genera capacitancia parásita entre los devanados del estator, el rotor y el eje del motor. Este voltaje acoplado capacitivamente hace que las corrientes del eje fluyan a través de los cojinetes del motor hacia tierra.
• Las descargas eléctricas frecuentes derriten y pican las superficies de apoyo.: Cuando el voltaje inducido del eje excede la rigidez dieléctrica de la película lubricante del rodamiento, se rompe, permitiendo que la corriente se descargue a través del rodamiento. Este proceso, similar al mecanizado por descarga eléctrica (EDM), provoca fusión y picaduras localizadas en las superficies de los cojinetes.
• El voltaje del eje se acumula y se descarga a través de los cojinetes del motor.: A medida que se acumula el voltaje del eje, busca el camino de menor resistencia a tierra, que suele ser a través de los cojinetes del motor. La descarga repetida de corriente a través de los rodamientos provoca daños progresivos y la formación de patrones de estrías en las pistas de rodadura.

Identificación de estrías en rodamientos

• Ruido audible del rodamiento: Los rodamientos estriados suelen producir un ruido audible distintivo durante el funcionamiento, lo que puede ser un indicador temprano de daños en el rodamiento. El ruido es causado por la superficie irregular de las pistas de rodadura estriadas, lo que provoca un aumento de los niveles de vibración y ruido.
• Patrón de estrías en pistas de rodadura: Tras la inspección, las estrías del rodamiento se caracterizan por ranuras o crestas paralelas y espaciadas uniformemente en las pistas de rodadura del rodamiento. Este patrón similar a una tabla de lavar es una clara señal de daño en los cojinetes eléctricos causado por las corrientes del eje.

Prevención del acanalado de los rodamientos

• Blindaje y conexión a tierra adecuados del cable VFD: Asegúrese de que los cables de alimentación del VFD estén correctamente blindados y conectados a tierra para minimizar la generación de voltajes de modo común y reducir el riesgo de corrientes en el eje.
• Eje del motor de puesta a tierra: Instale dispositivos de conexión a tierra del eje, como escobillas de carbón o anillos de conexión a tierra, para proporcionar una ruta de baja impedancia para que las corrientes del eje fluyan a tierra, sin pasar por los cojinetes del motor.
• Usando grasa conductora: Aplique grasa conductora para rodamientos que contenga partículas metálicas o nanotubos de carbono para proporcionar una ruta controlada para que se descarguen las corrientes del eje, lo que reduce el riesgo de dañar los rodamientos.
• Instalación de rodamientos cerámicos aislados: Reemplace los rodamientos de acero estándar con rodamientos cerámicos aislados, que tienen una menor conductividad eléctrica y pueden ayudar a prevenir el flujo de corrientes del eje a través de los rodamientos.
• Eje de montaje con escudo de Faraday: Instale un escudo de Faraday alrededor del eje del motor para bloquear el acoplamiento capacitivo entre el estator y el rotor, reduciendo la generación de voltajes y corrientes en el eje.
• Agregar filtros de salida VFD: Implemente filtros de salida VFD, como filtros dV/dt o bobinas de modo común, para reducir la magnitud y el tiempo de aumento de los pulsos de voltaje, minimizando el riesgo de corrientes en el eje y daños en los rodamientos.
• Creación de rutas de puesta a tierra de baja impedancia: Establezca conexiones a tierra de baja impedancia entre el bastidor del motor, las carcasas de los cojinetes y el VFD para proporcionar rutas alternativas para que fluyan las corrientes del eje, reduciendo la probabilidad de daños en los cojinetes.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el desconchado en los rodamientos?

El desconchado es una forma de daño a los rodamientos que se caracteriza por la descamación o el desconchado de las superficies de los rodamientos, a menudo causado por cargas excesivas, lubricación inadecuada o fatiga del material. A diferencia del acanalado, que tiene un patrón distintivo de tabla de lavar, el desconchado aparece como picaduras o descamaciones aleatorias de las pistas de rodadura de los rodamientos o de los elementos rodantes.

¿Qué es el picadura eléctrica?

Las picaduras eléctricas son un tipo de daño en los rodamientos causado por la corriente eléctrica que pasa a través del rodamiento, lo que provoca una fusión localizada y la formación de pequeños cráteres o picaduras en las superficies del rodamiento. Este daño es similar a las picaduras causadas por el mecanizado por descarga eléctrica (EDM) y puede provocar fallas prematuras en los rodamientos si no se controlan.

Conclusión

El acanalado de los rodamientos es un problema frecuente en los sistemas de motores accionados por VFD, que provoca fallas prematuras en los rodamientos y mayores costos operativos. Al comprender las causas, la identificación y las estrategias de prevención del acanalado en los rodamientos, los profesionales de mantenimiento pueden abordar este problema de manera proactiva y extender la vida útil de los rodamientos del motor.

La implementación de técnicas adecuadas de blindaje, conexión a tierra y protección de rodamientos es esencial para mitigar los efectos de los voltajes y corrientes del eje, garantizando la confiabilidad y eficiencia de los sistemas de motores accionados por VFD.