Cuando los ejes están perfectamente paralelos entre sí, pero no en la misma línea, se produce una desalineación paralela. Esta situación se puede o...

Cuando los ejes están perfectamente paralelos entre sí, pero no en la misma línea, se produce una desalineación paralela. Esta situación se puede observar en la Figura 4b. La desalineación radial es más grave cuanto mayor es la distancia entre los dos ejes de rotación. Dicha distancia se indica como d en la Figura 4b. Dependiendo de su tipo, el fenómeno de desalineación puede producir y/o aumentar vibraciones a diferentes frecuencias. En particular, la desalineación angular provoca vibraciones en la frecuencia de rotación (1x) y su segundo armónico (2x). Sin embargo, esto depende en gran medida del tipo de acoplamiento (Piotrowski et al., 1989). Para máquinas accionadas por motores eléctricos, la desalineación muestra tener influencia en el espectro de corriente del estator, ya que afecta el comportamiento dinámico del motor (Bossio et al., 2009). Esto produce en consecuencia un aumento en la amplitud de las componentes que están asociadas a la excentricidad estática y dinámica del entrehierro (Obaid et al., 2003). Tanto la excentricidad dinámica del entrehierro como el desbalance y desalineamiento mecánico del rotor producen componentes en el espectro de corriente a frecuencias f DES dadas por la expresión (7), lo que permite detectar estos fenómenos. Sin embargo, dado que todos ellos producen componentes similares, su diagnóstico sigue siendo difícil. Las cajas de engranajes se han utilizado ampliamente en muchas aplicaciones de diferentes campos a nivel industrial para la transmisión de potencia y par en maquinaria rotativa. Diferentes campos de la industria se han beneficiado del excelente desempeño que estos dispositivos mecánicos ofrecen, entre muchos otros: industria aeroespacial, de trabajo pesado, turbinas eólicas, máquinas herramienta en industrias manufactureras (Praveenkumar et al., 2017; Salameh et al., 2018). Recientemente, se han utilizado masivamente como sistemas de transmisión en vehículos eléctricos, mismos que han tenido un auge espectacular en los últimos años (Praveenkumar et al., 2017). Su alta eficiencia de transmisión y su fuerte capacidad de carga explican su uso generalizado. Durante su vida útil, los reductores mediante cajas de engranajes están sometidos a esfuerzos constantes que provocan un desgaste inminente y gradual del engranaje dentado. Esta situación puede conducir a un rendimiento inaceptable, vibraciones indeseables y mucho ruido. Además, la presencia de fallas incipientes puede provocar interrupciones inesperadas y pérdidas de producción (Azamfar et al., 2020). Las vibraciones mecánicas de la maquinaria rotatoria con engranajes son inherentes a su funcionamiento ya que son creadas por el juego o la excitación de las fuerzas dinámicas inducidas cuando los dientes del engranaje hacen contacto (Saucedo-Dorantes et al., 2016). De esta forma, a mayor juego mecánico, se espera que la amplitud de la vibración sea mayor, produciendo que se amplifique una frecuencia de impacto denominada frecuencia de malla (f malla), y frecuencias relacionadas con la malla (f Gr1malla) que se pueden observar en el espectro de vibración y torque. Estas frecuencias pueden ser estimadas de acuerdo a la ecuación (8) (Kuang et al., 2003). Cuando se presenta un fallo en la caja de engranes, que puede ser producido por una irregularidad en el diente del engranaje (es decir, diente roto o diente fracturado), se espera una influencia en el par de carga y un aumento de la vibración (Kar et al., 2006). Además, en el trabajo presentado por Kia et al., (2007) se muestra que, en presencia de fallas en la caja de engranajes, cualquier vibración torsional en el rotor introducirá familias de armónicos de bandas laterales provocadas ya sea por la rotación del engranaje de entrada (f Gr1), la rotación del engranaje de salida ( f Gr2), o la variación de rigidez del contacto de los dientes del engranaje ( f Gmalla). Además, la combinación de componentes asociados a los engranajes de entrada y salida, f Gr1 y f Gr2 también pueden aparecer produciendo la amplificación de sus armónicos relacionados ( f Gr1−Gr2). De forma similar, la aparición de componentes de frecuencia característicos que son asociados con el engranaje de entrada y la frecuencia de malla (f Gr1−malla), y aquellos relacionados con el engranaje de salida y la frecuencia de malla ( f Gr1−Gr2−malla) pueden ser amplificados. Tales armónicos de bandas laterales se pueden observar alrededor de la frecuencia de alimentación (f s) de la corriente del estator, y su ubicación frecuencial está dada por las ecuaciones (9) a (15): Diversas investigaciones han mostrado que aproximadamente entre 30% y 40% de fallos en motores de inducción son producidos debido a problemas relacionados al aislamiento (Donnell et al., 1987). Aunque el modo de falla final puede ser la ruptura eléctrica de un componente dieléctrico, el mecanismo subyacente que provoca la ruptura puede ser debido esencialmente a 4 tipos de esfuerzos: térmico, eléctrico, mecánico, y ambientales (Bonnett et al., 1992; Siddique et al., 2005). Eventualmente, dichos esfuerzos debilitarán tanto el aislamiento que se perforará y el conductor se conectará a tierra. Una de las causas principales y conocidas que originan una aceleración en el deterioro de los aislamientos es provocada por aumentos en la temperatura de operación del motor. Estos aumentos originan que el proceso de envejecimiento sea más rápido y, por lo tanto, se reduzca la vida útil del aislamiento de una manera significativa. De forma general, un aumento en 10 °C en la temperatura de operación del motor disminuye la vida del aislamiento hasta por un 50 %. En condiciones normales de funcionamiento, el proceso de envejecimiento en sí mismo no causa una falla, pero hace que el aislamiento sea más vulnerable a otras tensiones, que luego producen el fallo real. Otro esfuerzo térmico que tiene un efecto negativo en la vida útil del aislamiento es la sobrecarga térmica, que ocurre debido a variaciones de voltaje, voltajes de fase desequilibrados, sobrecarga, ventilación obstruida o temperatura ambiente. Como regla de pulgar, la temperatura en la fase con la corriente más alta aumentará en un 25 % por un desequilibrio de volt