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Taller Mecánico: Cambio de un rodamiento en un rodillo secador

Aún poniendo el máximo empeño en evitar este tipo de intervenciones, desafortunadamente hemos tenido que cambiar un rodamiento en el lado accionado de nuestra sequería. El cambio de rodamiento en los secadores de nuestra máquina suele ser un trabajo un tanto peculiar. Lo normal y habitual en otras secciones de la máquina es tratar de sustituir el rodillo completo, ocurre así en la sección de formación, en la de prensas, etc. Es también habitual tratar de sustituir el rodamiento “in situ” sacando el soporte completo. Por la configuración de nuestra máquina, al igual que un alto porcentaje del resto de máquinas de papel prensa repartidas por el mundo, no es rentable ni el tener repuesto de un rodillo secador ni el programar una extracción de un rodillo secador salvo en contadas ocasiones muy especiales que incluyen reformas de la máquina de papel. Voy a mostraros como proceder para cambiar el rodamiento de un secador de la manera mas rápida y eficiente en una máquina como la nuestra, siempre dependerá de la configuración de las entradas y salidas de vapor, de si es accionado o no, pero la idea será común a todas las posiciones. Se trata del rodamiento del lado accionamiento del secador nº 13, en la 4ª batería de nuestra sequería. Es un rodillo secador sin accionamiento, con una junta de vapor simple, es decir, en el lado accionamiento encontraremos sólo la entrada de vapor al secador, la salida de condensado se realiza a través de una junta rotativa en el lado contrario, el lado servicio. La avería se detectó en nuestro sistema on-line de toma de vibraciones. Se trata de un sistema que, de manera continua y a través de sensores de vibración colocados en la máquina, monitoriza las vibraciones en una serie de puntos establecidos de antemano en la misma, tanto en sentido radial como en axial y muestra una alerta o una alarma según el nivel de vibración detectado. Hemos aguantado la sustitución del rodamiento hasta una parada programada porque los niveles de vibración así nos lo permitían.

Para quién no esté familiarizado con las máquinas destinadas a la fabricación de papel prensa comentaré que, en su sección de secado, podemos alcanzar temperaturas “normales” de hasta 160ºC, sus rodillos secadores pueden tener diámetros que rondan los dos metros y es normal encontrar distancias entre apoyos de rodamientos de unos diez metros. Bajo estas severas condiciones de trabajo los rodamientos de un rodillo secador deben absorber desalineaciones y variaciones de longitud y a su vez, exigen requisitos mayores en cuanto a la calidad de su lubricación se refiere. En el lado de operación de la máquina encontramos un apoyo libre implementado con el uso de un rodamiento de rodillos autoalineables de tipo CARB usado para compensar las variaciones de longitud del secador, en el lado del accionamiento de la máquina se utiliza un rodamiento fijo de doble hilera de rodillos oscilantes. Ambos rodamientos llevan lubricación por circulación de aceite.

Sección del apoyo del lado accionamiento del secador

Soporte de rodamiento con junta rotativa y conducto de vapor

Empezaremos bloqueando el accionamiento eléctrico de la batería, haremos un descargo de la línea de vapor que llega hasta este secador, cerrando y bloqueando las válvulas necesarias, parando y bloqueando la lubricación por recirculación y, en general, tomando todas aquellas medidas de seguridad necesarias para poder efectuar el trabajo de una manera segura. Será necesario igualmente destensar la tela que conduce la hoja de papel a través de la batería para poder elevar el secador. En primer lugar debemos desmontar el conducto que permite introducir el vapor dentro del secador así como la junta rotativa que va montada en este lado del rodillo. Se trata de una junta rotativa simple, es decir, sólo de entrada del vapor, en el lado del operador existe otra junta rotativa de salida del vapor. Tenemos que tener preparados una serie de repuestos nuevos, solemos cambiar el cierre de carbón cada vez que hacemos este tipo de intervención y utilizaremos, por supuesto, un nuevo juego de juntas tóricas y planas a la hora del montaje de la junta rotativa. Para desmontarla debemos extraer los tornillos de la brida que la une al soporte de la junta.

Conducto y junta rotativa desmontados

A continuación desmontaremos la tapa del rodamiento junto con la tapa soporte de la junta de vapor, podemos desmontar ambas piezas a la vez, para ello extraemos los tornillos sobre la brida de la tapa que cierra el soporte de rodamiento y a su vez, usaremos dos de ellos como extractores junto con los agujeros roscados a tal fin sobre dicha brida. El peso, aún no siendo excesivo, es elevado. Debemos utilizar los medios de elevación adecuados para evitar accidentes innecesarios. En nuestro caso hemos usado una diferencial de tamaño pequeño.

Soporte de junta y tapa de rodamiento

Sobre la cara frontal de la mangueta del secador encontramos una pequeña tapa atornillada. Esta tapa tiene varias funciones. Por un lado, sirve como soporte del tubo que, a través de la mangueta, llega hasta el interior del secador con el fin de conducir el caudal de vapor necesario. Por otro lado, sirve como soporte y cierre para la pieza de carbón que sella la junta rotativa con el fin de impedir las fugas de vapor al exterior. Por último, cierra el conducto de extracción hidráulica del rodamiento, impidiendo que entre suciedad y protegiendo el agujero roscado contra la oxidación. Como podemos ver en el plano anterior, este conducto mecanizado en la mangueta junto con su conexión roscada nos permite, una vez desmontada dicha tapa frontal de la mangueta, conectar una bomba hidráulica para introducir aceite a presión entre la cara de apoyo de la pista interior del rodamiento y la mangueta del secador. Esta presión de aceite junto con la conicidad del agujero interior del rodamiento propiciará la expulsión del rodamiento hacia afuera. Quitaremos esta tapa, sacando sus tornillos allen de fijación, para poder acceder a la conexión preparada en la mangueta para la bomba hidráulica manual.

Detrás de esta tapa frontal encontraremos la conexión para la bomba

Ahora nos fijaremos en el tipo de fijación que lleva el rodamiento. En nuestro caso, encontramos una tuerca de fijación del tipo HM junto con un seguro de fijación que se acopla a la tuerca con un tornillo para unir una ranura en la tuerca y un chavetero en el eje, de este modo se impide el giro de la tuerca sobre el eje roscado en donde va montada. Debemos extraer este seguro de fijación.

Fijación por medio de tuerca HM y seguro antigiro

Una vez desbloqueada la tuerca de fijación, la giraremos unas cuantas vueltas hacia afuera pero, y esto es importante, sin llegar a sacarla completamente. De este modo, cuando el rodamiento sea expulsado hacia afuera por medio de la presión de aceite introducida a través del conducto mecanizado en la mangueta, esta tuerca impedirá que el rodamiento salga violentamente, sujetándolo y dejándolo preparado para sacarlo a mano cómodamente. Y ahora alguien se preguntará cómo es posible que salga el rodamiento si está soportando la carga ejercida por el peso del secador, correcto, para poder sacarlo de la forma descrita debemos elevar el secador lo justo para que el rodamiento se quede libre y así poder extraerlo. Insisto, es importante usar los medios adecuados de elevación, comprobar el estado y características de los mismos para asegurarse que son los adecuados. En nuestro caso hemos empleado una eslinga redonda cerrada y un pulley.

Medios de elevación del rodillo secador

Eslinga adecuada sobre la mangueta del secador

Iremos tensando la eslinga, mediante el uso del pulley, hasta que notemos que los rodillos de la parte inferior del rodamiento están sueltos al igual que los de la parte superior. En este momento, el rodamiento no está soportando ninguna carga, está en completa disposición de ser extraído de su alojamiento dentro del soporte. Es el momento de usar la bomba hidráulica manual para expulsarlo hacia afuera. En las siguientes imágenes podéis comprobar el estado en el que se encontraba. La pista de rodadura del anillo exterior está totalmente dañada en su zona de carga, pudiera ser debido a fatiga del material por las condiciones severas de trabajo o a contaminación interior del rodamiento.

Rodamiento extraído

Pista exterior dañada

Superficie del material desprendida

Para el montaje del nuevo rodamiento necesitaremos una tuerca hidráulica adecuada al tamaño del mismo, en nuestro caso es un rodamiento 23152 CCK/W33 HA3 C4. Al ser un rodamiento de asiento cónico debemos ajustar de manera correcta la holgura entre los elementos rodantes y sus pistas de rodadura. Para ello podemos usar el tradicional método de galgado usando las tablas de datos apropiadas suministradas por los fabricantes o, como en nuestro caso, usar el nuevo método de calado de rodamientos de SKF. En este caso SKF proporciona un método de cálculo basado en el tamaño del rodamiento y tipo de ajuste que consiste en controlar la holgura residual que queda en el rodamiento tras el montaje, mediante el control de la distancia que recorre el rodamiento cuando se introduce en su asiento cónico. Necesitaremos, por tanto, montar un comparador adecuado sobre la tuerca hidráulica, suministrado por SKF o su proveedor habitual, para comprobar esta distancia. También necesitaremos un medio de lectura de la presión suministrada por la bomba manual a la tuerca hidráulica, en nuestro caso un manómetro digital suministrado por SKF igualmente. El programa de cálculo de SKF nos ha proporcionado la siguiente hoja de datos.

Calado del rodamiento

El método es el siguiente, una vez untadas de aceite todas las superficies de contacto, montamos el rodamiento en su alojamiento, colocamos la tuerca hidráulica y, mediante el manómetro colocado sobre la bomba, accionamos la bomba hasta alcanzar la presión para la posición de partida, en este caso 2,88 bar. A continuación calamos el rodamiento en el eje la distancia proporcionada por el programa de cálculo que como se aprecia en la hoja de datos es de 2,498 mm. Con este método nos aseguramos el correcto montaje del rodamiento sobre el eje. No es una tarea complicada, recomiendo una formación básica al personal de mantenimiento para que conozcan y usen de la manera correcta este método de montaje de rodamientos, es rápido y ahorra dolores de cabeza en el galgado de los mismos.

Una vez desmontada la tuerca hidráulica, fijaremos el rodamiento con su tuerca normal del tipo HM llevándola hasta la ranura inmediata siguiente así como su seguro de fijación para impedir que gire. Ya sólo nos queda montar el resto de elementos en el orden inverso a su desmontaje, descolgar el secador, tensar de nuevo la tela secadora, eliminar candados y bloqueos y arrancar en cuanto sea posible la lubricación por recirculación de aceite para eliminar todo rastro de contaminación (partículas invisibles a simple vista, por supuesto) que haya podido quedar dentro.

Espero que la información os sea de utilidad. Como siempre, espero vuestros comentarios y dudas. Gracias.

Un saludo

mecantech@gmail.com
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  1. juan antonio ordoñez herrera
    20/01/2012 en 01:46 | #1

    Lo que no me queda claro es porque no teneis repuesto de los rodamientos en rodillos de secado,esta super interesante enhorabuena por este blog. Juan.

    • 20/01/2012 en 07:40 | #2

      Hola Juan, no entiendo la pregunta. ¿Te refieres al repuesto montado sobre el rodillo?. Tenemos repuestos de estos rodamientos pero no montados en los rodillos, cambiar un rodillo secador es muy complicado y requiere mucho mas tiempo. Gracias, un saludo.

  2. juan antonio ordoñez herrera
    20/01/2012 en 15:55 | #3

    no es rentable ni el tener repuesto de un rodillo secador ni el programar una extracción de un rodillo secador salvo en contadas ocasiones muy especiales que incluyen reformas de la máquina de papel.
    Perdon he leido mal, creia que eran los rodamientos,me parecio muy raro que no tuvieras de repuesto,que son skf?

  3. Albert Masias
    07/02/2012 en 23:14 | #5

    Hola

    Mi nombre es Albert Masias y soy el responsable de Mantenimiento Mecánico en la Fabrica de Torraspapel en Sant Joan les Fonts (girona).

    No hay dos máquinas de papel iguales en el mundo, pero todas se parecen mucho. Nosotros fabricamos papel estucado de gramajes altos en una máquina mucho más estrecha y lenta que la vuestra, pero leyendo éste cambio de rodamiento de secador me parece estar viendo uno de los que hemos hecho nosotros.

    Sólo felicitarte por éste blog, por lo detallado, concreto y bien explicado de todas las entradas.

    Saludos

    • 08/02/2012 en 00:14 | #6

      Gracias Albert. Mi intención simplemente es compartir la experiencia. No es fácil el mantenimiento mecánico en una fábrica de papel, a veces se hace duro tantas horas en paradas y en las inevitables averias pero, y se que me entenderás, la satisfacción del trabajo bien hecho no hay quien nos la quite. Un saludo.

  1. 25/09/2012 en 19:45 | #1

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