Reparación de la caja de cambios y el sistema hidráulico del molino de rodillos vertical

Para resolver el calentamiento anómalo y el ruido del reductor del molino vertical (molino de rodillos vertical) y las frecuentes caídas de presión del sistema hidráulico, lo fundamental es identificar de inmediato los dos problemas principales: la “carga parcial de la almohadilla de empuje” y el “fallo de la cámara de nitrógeno del acumulador». Si se evalúan erróneamente estas dos averías graves, el resultado final suele ser la fractura de los dientes del engranaje planetario o del rodillo de molienda. Como sabes, una hora de parada supone una pérdida de decenas de miles de dinero real. Si se quiere descubrir la causa real, la única forma infalible es comprobar la curva de contrapresión del cilindro hidráulico y la velocidad de vibración del eje de entrada del reductor (mm/s). El siguiente conjunto de lógica avanzada para la resolución de averías y parámetros de mantenimiento fundamentales fue resumido in situ por expertos en revisiones a nivel de fabricante original (OEM).

Método de aislamiento e investigación V-P-T: análisis detallado de fallos complejos

Las averías complejas de un molino vertical nunca se producen de forma aislada. Para identificar con precisión el origen de la avería, hay que seguir al pie de la letra el marco de resolución de problemas “V-P-T” (vibración, presión, temperatura).
El primer paso: comprobar la presión (Presión). La diferencia de presión dinámica entre la presión de tensión establecida por el sistema hidráulico y la presión real acumulada determina directamente la estabilidad del lecho del disco de rectificado. Si el lecho de material se vuelve inestable, la enorme fuerza de impacto golpeará al «dragón amarillo» a lo largo del disco de rectificado y afectará al reductor.
Segundo paso: observar la temperatura (Temperatura). Si la sonda de medición de temperatura RTD incrustada en la aleación Babuton de la baldosa de empuje registra un pico de temperatura instantáneo (superior a 65 °C), no hay duda de que la película de aceite hidráulico se ha roto definitivamente o de que la fuerza ejercida sobre la varilla de tracción hidráulica es muy desigual.
Paso 3: Analiza la vibración (Vibración). Abre el mapa de altas frecuencias de la caja reductora. Si observas que el pico de la frecuencia de engranaje (GMF) se mantiene fijo como un clavo y va acompañado de una banda lateral densa, esta es la conclusión definitiva: la superficie del diente ha sufrido una deformación plástica irreversible.

Reductor de molino vertical: «agujero muerto» y solución a los fallos recurrentes

Para solucionar la avería del reductor del molino vertical, es necesario prestar especial atención, al mismo tiempo, a dos aspectos: los “cojinetes” y la “lubricación”. Bajo la carga dinámica, cualquier desviación de la tolerancia geométrica a nivel de micras se amplificará infinitamente.

Medidas de primeros auxilios ante quemaduras y deformaciones térmicas de las baldosas de empuje

La causa de la rotura de las baldosas es el colapso instantáneo de la película de aceite del sistema hidráulico. Cuando el molino tritura trozos grandes de mineral duro, o cuando el espesor del lecho de material disminuye repentinamente, la carga de impacto instantánea puede perforar fácilmente la película de aceite, de tamaño micrométrico, que se encuentra entre la baldosa de empuje y la base del molino.
En ese momento, hay que tomar una muestra inmediata del elemento filtrante de la estación de lubricación del reductor. Si se observan a simple vista virutas brillantes de aleación de Babbitt, no dudes en detener la máquina y abrir la caja de inmediato. La regla de oro para las reparaciones de emergencia in situ es la siguiente: al raspar la superficie de contacto con azul de Prusia, hay que asegurarse de que la plaquita de empuje tenga al menos entre 3 y 4 puntos de contacto por centímetro cuadrado. La diferencia de altura entre todas las plaquitas tras su instalación debe mantenerse dentro de un margen de 0,02 mm. Si este valor extremo supera la norma, una sola plaquita soportará el doble de la fuerza axial y se volverá a quemar tan pronto como se ponga en marcha la máquina.

Micropitting en engranajes planetarios: origen del problema y soluciones prácticas

La micropicadura en la etapa de engranajes planetarios suele estar provocada por la contaminación con partículas de aceite y por una sobrecarga de tensión de contacto. Aunque la micropicadura no provoque la rotura inmediata del engranaje, dañará de forma permanente el perfil involuto de los dientes, lo que hará que la máquina emita un chirrido de alta frecuencia extremadamente molesto.
Lo más preciso es basarse en los datos de detección del tamaño de las partículas de aceite (ISO 4406). Si el código ISO supera el límite crítico de 18/16/13, el desgaste abrasivo está erosionando la superficie de los dientes. La medida de emergencia in situ no consiste en absoluto en cambiar de marcha a ciegas, sino en retirar inmediatamente un filtro de aceite de deshidratación al vacío fuera de línea con una precisión de 3 micras y sustituirlo por un aceite para engranajes totalmente sintético de alta viscosidad (como el ISO VG 320) rico en aditivos de presión extrema (EP). En el caso de los dientes que presenten desprendimientos visibles, bisele los bordes con una herramienta de rectificado de precisión portátil. Este paso tiene como objetivo eliminar el punto de concentración de tensiones local y evitar que la grieta se extienda hasta la raíz del diente.

Tabla de correlación entre el espectro de vibraciones de la caja de cambios y el diagnóstico de averías

Tipo de defecto o avería	Parámetros de frecuencia dominante	Características del espectro y picos de tensión	Notas de diagnóstico y medidas correctivas
Desequilibrio	1X (Velocidad de giro del eje)	Aumento repentino de 1X Amplitud radial. Baja vibración axial. Los armónicos superiores (2X, 3X) suelen ser muy bajos o inexistentes.	Se debe principalmente a la excentricidad de la masa en el engranaje o el eje. Se soluciona mediante el equilibrado de precisión del rotor.
Desalineación	1X, 2X	Aumento repentino de 2X vibración radial o elevada 1X / 2X Vibración axial. Elevada relación entre la vibración axial y la radial.	Indica una desalineación angular o paralela. Se corrige mediante una alineación de ejes con láser de alta precisión.
Dientes rotos	GMF & 1X bandas laterales	Aumento repentino de Frecuencia de engranaje (GMF) amplitud. Presencia de un claro 1X bandas laterales alrededor de GMF. La forma de onda temporal muestra pulsos de impacto 1X muy marcados.	Fallo estructural grave. En el caso de dientes que presenten desprendimientos macroscópicos antes de romperse por completo, utilice herramientas de rectificado de precisión portátiles para biselar los bordes, con el fin de eliminar los puntos de concentración de tensiones localizados y prevenir las fisuras radiculares.
Micropicaduras / Picaduras	GMF & Armónicos de alta frecuencia	Aumento repentino e intenso de GMF y sus armónicos de alta frecuencia, lo que provoca un característico chirrido de alta frecuencia debido a la alteración permanente de los perfiles de los engranajes involutos.	Se debe a una sobrecarga por tensión de contacto y a la contaminación por partículas. Diagnóstico inicial: el recuento de partículas en el aceite según la norma ISO 4406 supera los valores de 18/16/13. Solución sobre el terreno: Instale inmediatamente un purificador de aceite por deshidratación al vacío de 3 micras fuera de línea y cambie a un aceite para engranajes totalmente sintético de alta viscosidad (por ejemplo, ISO VG 320) con aditivos de presión extrema (EP).

Sistema hidráulico del molino vertical: el problema de la caída de presión y el control de la contaminación

El sistema hidráulico es el “músculo” del molino vertical. Su función principal es generar una fuerza constante y absorber las fuertes vibraciones que se producen durante el proceso de molienda. Si el sistema no es capaz de mantener la presión, o si la bomba de aceite se pone en marcha y se detiene con frecuencia, se trata de una señal de advertencia directa de que se avecina un fallo total.

Fuga de nitrógeno en el acumulador: la trampa de la “vibración fantasma”

“Una fuga de nitrógeno del acumulador provocará una ”vibración fantasma“ muy engañosa en toda la estructura del molino“. Una vez que se rompe la vejiga del acumulador o se agota la presión de precarga de nitrógeno, el cilindro hidráulico pierde por completo el efecto amortiguador y de protección del «resorte de gas». En este caso, toda la resistencia del material al que se enfrenta el rodillo de molienda se convertirá en un fuerte impacto mecánico, que afectará directamente a los cimientos y al reductor. El personal de campo suele dejarse engañar por este fenómeno y cree erróneamente que el reductor ha sufrido daños graves.
En tal caso, es necesario detener la máquina inmediatamente y conectar el dispositivo de carga de nitrógeno para medir la presión estática. La presión normal de precarga de nitrógeno debe estar comprendida entre el 60% y el 70% de la presión de trabajo (normalmente entre 60 y 80 bar, dependiendo del modelo de laminador). Si al presionar el núcleo de la válvula de la bolsa de piel sale aceite hidráulico a chorros, significa que la bolsa de piel está completamente inservible. Al cambiar la bolsa de piel por una nueva, recuerda que debes aplicar una capa de aceite hidráulico de la misma marca que el sistema antes de colocarla, para evitar que la bolsa de piel se retuerza o se enrede y se rompa al inicio del inflado.

Estancamiento y rodeo de la válvula servo proporcional y supresión de la película de pintura

En cuanto la válvula servo proporcional se atasca, la presión de tensión de varios rodillos de molienda pierde inmediatamente el equilibrio, lo que provoca directamente fuertes vibraciones mecánicas en el molino. El verdadero culpable detrás del atasco de la válvula es, en realidad, la película de pintura generada por la degradación térmica y la oxidación del aceite hidráulico. Esta sustancia es como el superpegamento. Los filtros mecánicos convencionales de las tuberías no pueden detenerla.
El primer paso para comprobar este problema es medir la curva de histéresis entre la corriente de control de la bobina de la servoválvula y el desplazamiento real del carrete. Si la tasa de retraso supera los 5%, se puede concluir, básicamente, que el núcleo de precisión de la válvula ha quedado bloqueado por la película de pintura. La forma más drástica de solucionar el problema es conectar un sistema de filtrado de aceite electrostático, que extraiga directamente el óxido submicrónico del aceite a nivel molecular y reduzca por la fuerza el índice colorimétrico de la membrana filtrante microporosa (MPC) por debajo de 15. No utilices esos disolventes químicos agresivos para limpiar a fondo el núcleo de la válvula de precisión, ya que solo destruirás su holgura de ajuste a nivel micrométrico.

Solución para el extremo: puertas con equilibrio de carga dinámico

Una vez reparados el reductor y el sistema hidráulico, es necesario superar la “prueba de equilibrio de carga dinámica” antes de poner la máquina en producción a plena carga. Tras sustituir la junta del cilindro hidráulico o reajustar el cojinete de empuje del reductor, está terminantemente prohibido aplicar directamente la fuerza de tensión hidráulica en condiciones de carga nula.
Hay que seguir al pie de la letra el proceso de carga de la escalera. Una vez puesto en marcha el motor principal, primero hay que aplicar una fuerza de tensión hidráulica inicial de 30% y, a continuación, mantener la presión durante 15 minutos por cada aumento de 10%. Durante este periodo de rodaje, hay dos conjuntos de datos que deben vigilarse de cerca: en primer lugar, la diferencia de presión del cilindro hidráulico en la diagonal debe mantenerse dentro de un margen de 2 bar; en segundo lugar, los datos del vibrómetro en los asientos de los cojinetes de entrada y salida del reductor deben estar muy por debajo del umbral crítico de 4,5 mm/s. Si alguno de estos dos parámetros se desvía de lo establecido, se debe liberar inmediatamente la presión, detener la máquina y volver a calibrar con precisión la nivelación mecánica de la barra de tensión.

Parte 7: Preguntas y respuestas habituales sobre el hardcore (FAQ)

1. ¿Cómo se comprueba de forma segura la presión de nitrógeno del sistema hidráulico del molino vertical?

La medición debe realizarse con la presión del lado hidráulico totalmente liberada. Detenga primero la bomba hidráulica, abra la válvula de retención de retorno de aceite y purgue completamente la presión del cilindro hidráulico hasta alcanzar 0 bar absolutos. En ese momento, el equipo de prueba de carga de nitrógeno se conecta a la válvula de gas situada en la parte superior del acumulador, y el valor que se lee es la presión estática de precarga de nitrógeno más real. Si se mide la presión, todos los datos medidos son valores falsos, y no hay ninguna fuga.

2. ¿A qué se debe la elevada temperatura del aceite del reductor del molino vertical?

Las causas más directas no son más que estas: el haz de tubos del enfriador está obstruido por incrustaciones, la circulación no puede mantener el ritmo debido a la disminución del caudal de la bomba de aceite por su envejecimiento, o la placa de empuje sufre fricción en seco debido a una carga parcial. Al realizar la comprobación, observe en primer lugar la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del intercambiador de calor de carcasa y tubos. Si la diferencia de temperatura es inferior a 5 °C, significa que el enfriador está muy ensuciado o obstruido por aire, por lo que se deberá proceder inmediatamente a su limpieza o purga.

3. ¿Cómo puede caer el cilindro hidráulico (deslizarse el cilindro) cuando la bomba está parada?

Esto indica que hay un flujo importante de aceite en el interior del cilindro hidráulico o que la válvula de retención del sistema de control hidráulico no está bien sellada. Una prueba de mantenimiento de presión puede poner de manifiesto el fallo: eleva el cilindro hidráulico hasta una altura determinada, bloquéalo mecánicamente y, a continuación, afloja una vuelta la unión del tubo de aceite con la cavidad del vástago 1. Si la unión gotea aceite, significa que la junta del pistón (como el anillo Glaire o la junta) está completamente desgastada. Si no hay fugas de aceite, retire la válvula de retención de presión del bloque de válvulas de control para limpiarla.

4. ¿Cuál es el valor normal de vibración del reductor de un molino vertical?

Según la norma ISO 10816, en el caso de este reductor para molino vertical de alta resistencia, el valor eficaz (RMS) de la velocidad de vibración del cuerpo de la caja debe ser inferior a 2,8 mm/s, 4,5 mm/s es el umbral de alarma; si se supera los 7,1 mm/s, hay que detenerla inmediatamente. En condiciones normales, se presta mayor atención al pico del pulso de choque (Shock Pulse) en el espectrograma, que puede revelar microfisuras en el cojinete tres meses antes de que la velocidad de vibración global supere el límite establecido.

5. ¿Qué norma debe aplicarse para controlar la limpieza del aceite del sistema hidráulico del molino vertical?

El sistema hidráulico del molino vertical depende de una válvula proporcional de alta sensibilidad para su funcionamiento, por lo que la limpieza del aceite debe cumplir estrictamente con los niveles 16/14/11 de la norma ISO 4406, o incluso ser más limpia. Si la inspección por muestreo in situ detecta que las partículas de más de 4 micras superan el límite establecido, se debe poner en marcha inmediatamente el camión con filtro de aceite de derivación de circulación externa a alta presión hasta que se alcance el nivel exigido; de lo contrario, el cilindro de elevación del rodillo se atascará sin duda alguna.

6. ¿Se puede reparar in situ la pieza de empuje del reductor si se rompe?

Se puede reparar, pero solo si hay ligeros arañazos en la superficie. El técnico in situ puede raspar y pulir manualmente la capa de aleación de Babbitt con un rascador especial para conservar la ranura de lubricación y la superficie de contacto de alta precisión. Sin embargo, si la aleación de Babbitt se desprende, se deslamina en una zona extensa o se funde a alta temperatura (se quema), será necesario embalar todo el conjunto de baldosas de empuje y enviarlo a un taller de reparación especializado, donde se deberá volver a verter la aleación de Babbitt y realizar una detección de defectos por ultrasonidos. Este tipo de reparación en caliente no se puede realizar en las instalaciones del molino.