El analizar las causas de una avería nos ayuda a razonar y diseñar la forma de mejorar un sistema. “Ley de Causa y Efecto”, siempre hay un motivo del por qué en un equipo electrónico, motor o en el conjunto de una máquina se presenta una avería. Las razones pueden ser múltiples, falta de un mantenimiento adecuado, condiciones y ambiente de trabajo, defectos de materiales, operación incorrecta, deficiencias del procesamiento, errores en la fabricación y otras muchas.
Para corregir y evitar las anomalías es necesario efectuar un mantenimiento periódico, que podrá ser preventivo o predictivo. En caso contrario, la avería hará acto de presencia y tendremos que recurrir al mantenimiento correctivo, la reparación. Con un buen plan de mantenimiento podremos evitar la parada de máquina y disminuir el coste para la empresa.
Ejemplo de las causas de una avería.
Os vamos a mostrar un proceso de reparación en el que hemos analizado las causas de una avería. En este caso se trata de un motor spindle Fanuc tipo A06B-1515-B100 de 60 KW 4 polos velocidad máxima 4.500 rpm 141 A.
La avería que presentaba el motor, en un principio era mecánica. Mostraba pérdida de aislamiento por la entrada de una mezcla de agua y aceite en el estator (en las imágenes se observa el estado del eje y las pérdidas de aceite). En una primera acción se procedió a realizar una limpieza y secado al horno que recuperó el aislamiento bobinado del estator. Además, se le añadió una impregnación adicional. Tras inspeccionar el motor, todo indicaba que la rotura de uno de los dos rodamientos, que incorpora en la parte delantera salida del eje, había dañado el retén, facilitando la entrada de taladrina-aceite.
En la parte mecánica, al intentar extraer los rodamientos, se observó que estaban los dos aros pequeños soldados al propio eje (se puede observar el estado en las imágenes anteriores). Fue necesario cortarlos por zonas para hacer posible la extracción total. El origen del problema está en la destrucción del rodamiento, que a su vez ha sido consecuencia de la acción del variador de frecuencia que alimenta al motor.
Características del motor spindle.
En este tipo de motor spindle su característica principal es el de poder efectuar rampas de aceleración y desaceleración muy frecuentes. Debemos tener en cuenta que 4 polos = 1.420 rpm 50Hz por lo que 4 polos = 4.500 rpm 160 Hz (ciclos/segundo). Por esta razón hay tres variantes a destacar en su forma constructiva,
- En el devanado del estator, la sección en milímetros cuadrados del conjunto de varios hilos de cobre esmaltado que forman un solo conductor por espira es mayor con menor número de espiras.
- La jaula de ardilla que forma el conjunto del rotor es de mayor sección (material de aluminio fundido o bien cobre) para soportar una mayor intensidad A.
- Necesitamos rodamientos de mayores prestaciones, ya que tienen que soportan estos cambios de velocidad y una mayor carga tangencial.
Estás 3 características generan más calor por lo que es necesario aplicar una ventilación forzada. Esta es la razón que lo diferencia de un motor normal de CA o de inducción.
La causa del problema que sufren los rodamientos en gran parte es por las corrientes eléctricas parásitas. La razón la encontramos en el flujo electromagnético que generan las bobinas del estator, que giran 360º con un desfase de 120º entre U-V-W.
Este flujo se invierte en la jaula de ardilla del rotor, donde se forman una serie de espiras cerradas entre sí. Es esto lo que genera el giro y movimiento del rotor.
Las causas que generan estás corrientes eléctricas son:
- asimetría en el circuito magnético del motor.
- cables eléctricos sin pantalla.
- por los convertidores de frecuencia modulada por el ancho del impulso (PWM) de conmutación rápida utilizados en este tipo de accionamientos de frecuencia variable (VFD).
Efecto en el rodamiento.
Cuando una corriente eléctrica ha de pasar por un rodamiento para llegar a tierra, puede provocar micro cráteres en las pistas de rodaje de los aros interior y exterior y en las bolas o rodillos. El calor que generan este bombardeo de descargas llega a fundir los componentes metálicos soldando el aro interior del rodamiento con el propio eje. Lo que afecta al lubricante que se degrada más rápido con el aumento de ruido y vibración excesiva. Todo ello contribuye a reducir la vida útil del rodamiento. En la imagen se puede observar el estado en el que se encontraba el rodamiento.
Para resolver este problema se utilizan rodamientos con recubrimiento cerámico o bien bolas de cerámica, como las usadas en otros tipos de motores como son electromandrinos, motores de cabezal, husillos o motores de altas revoluciones.
Nuestra filosofía en GDM es facilitar al cliente la máxima información. Queremos poder ayudar a corregir y mejorar en las instalaciones y equipos del cliente la aparición de posibles nuevas averías. No nos olvidemos que las máquinas no son eternas, por lo que aconsejamos efectuar un mantenimiento preventivo eficaz y constante.
Si quieres saber cómo te podemos ayudar con el mantenimiento preventivo de tus equipos, ponte en contacto con nosotros DESDE ESTE FORMULARIO. Ya sabes que las causas de una avería pueden ser diversas, pero un buen mantenimiento ayuda a evitarlas.
GDM, dando soluciones.
Así entró y así salió este motor de nuestros talleres.
