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Inspección y análisis de fallas en el orificio de barrido del motor a prueba de explosiones
2026-02-12
La falla de barrido se refiere a un fallo mecánico en el que el estator y el rotor de un motor a prueba de explosiones entran en contacto. Esta falla representa el estado extremo de desigualdad del entrehierro entre el estator y el rotor del motor. Diagnosticar y analizar los entrehierros desiguales sin que haya efectivamente un barrido por contacto resulta relativamente complicado. Sin embargo, cuando ya ha tenido lugar la fricción, la localización visible del fallo y los síntomas facilitan considerablemente su análisis.
Problemas de excentricidad del estator
En comparación con el rotor, el estator permanece inmóvil. La circunferencia interna del núcleo del estator del motor a prueba de explosiones debe ser coaxial con las bridas situadas en ambos extremos del bastidor, de modo que su línea central coincida con el eje del árbol del rotor. Esta alineación garantiza un entrehierro uniforme durante el funcionamiento del motor. Cuando se produce una excentricidad del estator, el entrehierro entre el estator y el rotor presenta máximos y mínimos en determinadas posiciones fijas del estator, y estos puntos se encuentran alineados en una misma línea recta. Cuando el mínimo entrehierro alcanza cero, se produce un contacto real entre el estator y el rotor, fenómeno conocido como rozamiento del árbol. Esta falla se manifiesta como fricción localizada en el estator y como rozamiento del árbol a lo largo de toda la circunferencia en el rotor correspondiente.
Problemas de excentricidad del rotor
En los motores a prueba de explosiones, la superficie exterior del rotor debe ser concéntrica con la posición del rodamiento del eje. Cuando se produce la excentricidad del rotor, ello también provoca entre el rotor y el estator espacios de aire desiguales. Dada la naturaleza rotativa del rotor, la posición de excentricidad es dinámica, lo que hace que el punto de mínimo espacio de aire también sea dinámico. Cuando el mínimo espacio de aire alcanza cero, se produce fricción sólida entre el estator y el rotor. La manifestación de la falla resultante es un patrón de rayaduras que abarca toda la circunferencia del estator y daños localizados en el rotor.
Ajuste suelto entre el marco y la brida de la cubierta final
Si ni el estator ni el rotor presentan desalineación, pero la brida del bastidor y la brida de la tapa final tienen ajustes flojos, es fácil que uno de los extremos (o ambos) del rotor se desvíe. En tales casos, al analizar fallas extremas como el raspado del orificio, se observa que se produce fricción en el extremo del núcleo, manifestándose típicamente como daños localizados en el estator y daños circunferenciales en el rotor. Cuando la fricción se produce en ambos extremos, los dos puntos de fricción se distribuyen de forma diagonal.
Puntos clave de control
Las tres manifestaciones de falla mencionadas anteriormente son representativas de entrehierros desuniformes. Para mitigar tales problemas, se deben implementar medidas en los procesos de mecanizado de los componentes, en las tolerancias de ajuste y en el control de calidad:
(1) Control de la coaxialidad entre ambos extremos de la brida del marco y la posición del núcleo durante el mecanizado del marco. Diferentes fabricantes de componentes y productores de motores han ajustado los procesos de mecanizado en función de las condiciones del equipo, a fin de garantizar que el propio marco cumpla con los requisitos de coaxialidad.
(2) Requisitos de coaxialidad entre la carcasa del rodamiento de la tapa final y la brida;
(3) Selección y mantenimiento de puntos de referencia durante el giro del rotor;
(4) Control de las tolerancias de ajuste radial entre: el bastidor y la tapa de extremo, el bastidor y el núcleo del estator, la tapa de extremo y el rodamiento, el rodamiento y el eje, y el eje y el núcleo del rotor.
Para la mayoría de los fabricantes de motores, las entrehierros desiguales son relativamente poco frecuentes. Sin embargo, algunos fabricantes con procesos de mecanizado relativamente obsoletos aún presentan variaciones en el mecanizado de los componentes. Aunque no se produzcan fallos por rozamiento del eje, persisten problemas como vibraciones y ruido electromagnético de baja frecuencia causados por entrehierros desiguales. Para abordar esta cuestión, los fabricantes pueden recurrir a reducir el diámetro exterior del rotor o a aumentar el diámetro interior del estator. No obstante, estas soluciones inevitablemente comprometen otros parámetros de rendimiento o incluso pueden dar lugar a incumplimientos normativos.
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