¿Cómo identificar el ruido de los cojinetes del motor escuchando?

Por lo general, el ruido del motor se mide instalando dispositivos de medición del sonido en un entorno de pruebas normalizado y, a continuación, se obtiene el nivel de ruido del motor mediante determinadas correcciones y cálculos.

Este proceso implica requisitos específicos relativos al entorno de las pruebas, los equipos, los métodos y los ajustes de cálculo. Es crucial que los ingenieros de motores comprendan estos aspectos en lugar de limitarse a utilizar un micrófono para realizar mediciones directas.

Aun así, lo que miden los ingenieros de motores sigue siendo el ruido del motor, no el de los rodamientos. Sabemos que el ruido del motor incluye ruido electromagnético y ruido mecánico, siendo una parte significativa de este último el ruido generado por el ventilador de refrigeración. Estos ruidos "enmascaran" en gran medida el ruido de los rodamientos, actuando como interferencias de fondo.

Las normas sobre rodamientos también incluyen métodos de prueba para el ruido de los rodamientos. Sin embargo, el equipo de detección de rodamientos que se utiliza generalmente en las fábricas de motores consiste en instalar el rodamiento en un cabezal de prueba, aplicar una carga y, a continuación, convertir la señal en valores numéricos o transmitirla a un altavoz para realizar la prueba.

En realidad, se trata de un comprobador de vibraciones para cojinetes de motor, no de un comprobador de ruidos. Aunque el comprobador oiga el sonido procedente del altavoz, este sonido sigue siendo una conversión de la señal de vibración, no ruido directo.

Sin embargo, cuando el rodamiento se instala en el motor y éste gira, las condiciones de carga que experimenta el rodamiento son completamente diferentes a las del banco de pruebas. Esto da lugar a un comportamiento acústico diferente del rodamiento del motor.

Muchos fabricantes se han encontrado con situaciones en las que los rodamientos pasan la inspección del "banco de pruebas" pero siguen haciendo ruido cuando se instalan en el motor. Esta confusión surge de la diferencia entre las condiciones del banco de pruebas y las condiciones reales del rodamiento del motor, así como de la diferencia entre las mediciones de "vibración" y "ruido".

Las pruebas especializadas de ruido de rodamientos, al igual que las pruebas de ruido de motores, tienen sus requisitos en cuanto al entorno, el equipo de pruebas, los métodos de prueba y los ajustes de cálculo. Para las fábricas de motores normales es todo un reto.

Para los rodamientos, todos los demás ruidos del motor son interferencias de las condiciones de prueba, o ruido de fondo. Si el ruido de fondo del ruido de los rodamientos del motor puede corregirse mediante cálculo, la propia estructura del motor supone un reto considerable para el ruido de los rodamientos. Por ejemplo, la tapa del cojinete del motor crea un cierto nivel de obstrucción del ruido.

¿Significa esto que el ruido de los rodamientos de los motores in situ no puede evaluarse o valorarse? Especialmente desde la perspectiva del mantenimiento, ¿cómo debe medirse y escucharse el ruido de los rodamientos de motor?

De hecho, hay métodos disponibles.

En primer lugar, debido a los elevados requisitos ambientales para la medición del ruido y a su susceptibilidad a las interferencias, en la práctica, el análisis de fallos o el mantenimiento de los equipos suelen desplazar el foco de atención del ruido a la vibración. En el mantenimiento rutinario de los rodamientos de motores, si a los ingenieros les preocupan los posibles fallos de los rodamientos, la detección de vibraciones es un método más directo y eficaz que la denominada medición de ruido.

Sin embargo, si los fabricantes de motores están más preocupados por la "sensación auditiva" general del motor, sigue siendo necesario realizar pruebas de ruido específicas. En cuanto a la medición del ruido auditivo, existe un problema relacionado con los contornos de igual sonoridad, que se tratará en detalle en un artículo posterior. Hablemos primero del método de medición del "ruido" de los fallos potenciales.

En cuanto a la medición in situ del "ruido" (en realidad vibraciones) de posibles averías:

a) Actualmente, el método más fiable para las pruebas de vibración consiste en utilizar sensores de vibración y el equipo de análisis correspondiente. Hay muchos fabricantes de este tipo de equipos.

En términos generales, los métodos en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia pueden utilizarse para un análisis detallado que permita identificar las posibles causas del fallo. (Esto implica un conocimiento más especializado de la monitorización de estado, que se ampliará en artículos posteriores, por lo que se pasa por alto aquí).

b) Sin embargo, hay muchos requisitos de control in situ que no son tan detallados. Por ejemplo, las patrullas de trabajadores. Si no se dispone de equipos de vigilancia de las vibraciones, ¿cómo debe actuarse?

De hecho, el método de inspección más común es el "estetoscopio". Incluso con un estetoscopio, si el ingeniero no entiende su principio de uso, el resultado que se oye a menudo puede no ser el real. Como ya se ha mencionado, incluso con un "estetoscopio", seguimos haciendo una "inspección de vibraciones" en lugar de una "inspección de ruidos".

Por lo tanto, al auscultar, un extremo del estetoscopio sólo debe presionarse contra la parte de inspección, y el otro extremo sólo debe presionarse contra el hueso externo del oído. De este modo, existe una conexión "rígida" entre la pieza de inspección y el hueso del oído, en lugar de una conexión de aire. Esto elimina las interferencias del "ruido" de otros componentes.

En realidad, lo que escuchamos aquí es "vibración", no "ruido". Una de las principales razones para hacer esto es eliminar el ruido de interferencia transmitido a través del aire.

Aunque este método se utiliza habitualmente, el detalle está en "apretar fuerte" o no. Sólo con esta diferencia, a menudo se puede ver in situ si un ingeniero entiende el principio de este método de medición. A menudo, los ingenieros experimentados pueden distinguir algunas anomalías en el interior de los rodamientos a partir de la "vibración" transmitida por el estetoscopio.

Una vez dominado el método correcto de "escuchar el ruido" in situ, todos los análisis posteriores del ruido y las vibraciones de los rodamientos del motor serán más precisos y oportunos. Muchos ingenieros discuten in situ durante mucho tiempo sobre diversos temas, para descubrir al final que no están hablando de lo mismo. Por lo tanto, para evitar esta situación, el pequeño paso de "escuchar" es realmente muy útil.