Mantenimiento Industrial y/o Máquinas de Servicios Ing. Fanor Rojas Montaño
CAPITULO I MANTENIMIENTO INDUSTRIAL 1. DESARROLLO ORGANIZACIONAL DEL MANTENIMIENTO INTRODUCCION El desarrollo del mantenimiento, las técnicas y métodos se ha dado en función del desarrollo técnico – científico, científico, el desarrollo técnico-científico a dado lugar a una gran diversidad y complejidad de máquinas productivas productivas y de servicio. Hasta 1914, no había mantenimiento mantenimiento preventivo y las reparaciones eran ejecutadas por el mismo personal de operaciones. Con lo ocurrido en la primera Guerra Mundial y la implantación de la producción en serie, instituida por la FORD, las fábricas pasaron a establecer programas mínimos de producción y en consecuencia sintieron la necesidad de crear equipos de personal técnico que pudiesen efectuar reparaciones en máquinas operatrices en el menor tiempo posible. Así surgió la división de mantenimiento subordinado a la división de operaciones, cuyo cuyo objetivo objetivo básico era la de ejecutar reparaciones correctivas (Mantenimiento Correctivo) Figura 1.1 DIRECTOR INDUSTRIAL OPERACIÓN MANTENIMIENTO
Figura 1.1 Posicionamiento del mantenimiento en la década de los 30. Esta estructura se mantuvo hasta la década de los 30, para atender las necesidades de la Segunda Guerra Mundial y el periodo de pos guerra se dio la necesidad de aumentar con rapidez la producción, para lo que la administración industrial paso a preocuparse, no solo de corregir fallas fa llas después que hayan ocurrido, sino evitar que ellas ocurriesen, y el personal técnico de mantenimiento paso a practicar p racticar el proceso de prevención de averías ”mantenimiento preventivo” que, juntamente con la corrección, completaba el cuadro de mantenimiento, formando una estructura tan importante como la de operación - figura 1.2. DIRECTOR INDUSTRIAL
OPERACION
MANTENIMIENTO
Figura 1.2 Posicionamiento del mantenimiento en las décadas 30 a 40
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Por el año 1950, con el desarrollo de de la industria industria productiva productiva para, la evolución evolución de la aviación comercial y de la industria electrónica, los gerentes de mantenimiento preocupados observan que en muchos casos, el tiempo gastado para diagnosticar las fallas era mayor que el utilizado en la ejecución de las reparaciones, conforme se muestra en el cuadro, debido a ello se organizó equipos de especialistas que se constituyan en órgano de asesoramiento a la producción que se lo llamó “Ingeniería de Mantenimiento” y recibió rec ibió los encargos de;, 1.- planificar el mantenimiento mantenimiento preventivo, 2.- controlar la ejecución del mantenimiento preventivo,3.- analizar causas y efectos de las averías o fallas. Dándonos nueva estructura o posicionamiento del mantenimiento.
Tiempos de Diagnóstico y Reparación de Equipos en función de su naturaleza constructiva. NATURALEZA DIAGNOSTICO REPARACIÓN Mecánico 10% 90% Hidráulico 20% 80% Eléctrico 60% 40% Electrónico 90% 10% Cuadro – Porcentuales de tiempo de diagnosis y reparación en función de la naturaleza de los equipos. DIRECTOR INDUSTRIAL
MANTENIMIENTO
OPERACIÓN
ING. DE MANT. -Planificar, controlar la ejecución del mantenimiento preventivo. -Analizar causas efectos.
EJECUCIÓN DE MANTENIMIENTO
Figura1.3 Posicionamiento del mantenimiento de la década de los 50 a 60 A partir de 1966, con la difusión de las computadoras y la sofisticación de los instrumentos de de diferentes diferentes magnitudes tales como, desgaste, vibraciones, des protección protección y medición de alineamiento, variación de temperaturas y otros, la ingeniería de mantenimiento pasó a desarrollar criterios de predicción predicción o previsión de fallas, buscando la optimización optimización en la utilización de los los equipos de producción industrial y/o prestación de servicios. Esos criterios, conocidos de forma incorrecta como mantenimiento Predictivo o Previsivo y, fueron asociados a métodos de controles de mantenimiento automatizados, reduciendo reduciendo los cargos burocráticos de los ejecutantes. ejecutantes. Esas actividades ocasionaron el desmembramiento de la Ingeniería de mantenimiento que paso a tener dos divisiones, la división de estudio de ocurrencias y el de “ PCM ” Planificación Planificación y control de
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con la finalidad de, desarrollar, implementar implementar y analizar los resultados resultados Mantenimiento Mantenimiento, este Último con de los sistemas automatizados dé mantenimiento implementados, de acuerdo con la ilustración Figura 1.4
DIRECTOR INDUSTRIAL
Operación
Mantenimiento
Ingeniería de mantenimiento
ESTUDIOS OCURRENCIAS
Ejecución de mantenimiento
PCM
Figura 1.4 Subdivisión de la Ingeniería de mantenimiento en áreas de estudios y PCM. A partir de 1980, con el desarrollo desarrollo de las micro computadoras computadoras o computadoras portátiles portátiles a costos reducidos y lenguajes simples, las divisiones o departamentos de mantenimiento pasaron a desarrollar y procesar sus propios programas, eliminando los inconvenientes de la dependencia o disponibilidad humana y de equipos para la atención de sus prioridades de procesamiento de las Informaciones por el computador central, además de las dificultades de comunicación en la transmisión de datos acordes a sus necesidades para el analista de sistemas, ni siempre el personal estaba familiarizado con el área de mantenimiento. Sin embargo es recomendable que esas microcomputadoras sean acopladas a través de red con las otras divisiones tales como “Almacenes, Operaciones, Contabilidad, Compra, todo ello constituyéndose en la central de datos, posibilitando que las informaciones queden disponibles para generación de reportes necesarios a todos los niveles de la Empresa. En algunas Empresas la división de P.C.M. – Planificación y Control de Mantenimiento pasó a significar un órgano de asesoramiento a los departamentos de supervisión general de producción y mantenimiento (Figura 1.5), influenciando a la vez al área de operaciones.
DIRECTOR
PCM PLANIFICACIÓN Y CONTROL DE MANT.
Operación
Mantenimiento Ingeniería de mantenimiento ESTUDIOS ocurrencias
Ejecución de mantenimiento
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Figura 1.5 Posicionamiento del PCM, asesorando la dirección de la empresa y a la Supervisión General de Producción.
2. CONCEPTO DE MANTENIMIENTO. El mantenimiento consiste en aplicar o realizar en una instalación industrial, maquinarias de construcción civil, obras públicas, automóviles y otros, una serie de operaciones de forma sistemática ordenada y planificada dirigido a conservar en perfecto estado de funcionamiento y de forma continua prolongando de esta manera la vida útil de todos los equipos de producción industrial, equipos de prestación de servicio y otros, haciendo que cumplan a cabalidad la producción industrial planificada y/o trabajos de prestación de servicios comprometidos. El mantenimiento consiste en aplicar o realizar en una instalación industrial, maquinarias de construcción civil, obras públicas, automóviles y otros, una serie de operaciones de forma sistemática ordenada y planificada dirigido a conservar en perfecto estado de funcionamiento y de forma continua prolongando de esta manera la vida útil de todos los equipos de producción industrial, equipos de prestación de servicio y otros, haciendo que cumplan a cabalidad la producción industrial planificada y/o trabajos de prestación de servicios comprometidos.
2.1 Objetivos del mantenimiento. El mantenimiento tiene el objetivo no solamente la de, aplicar a las máquinas trabajos de mantenimiento antes o después de las averías, evitando interrupciones en los procesos de producción industrial o trabajos de prestación de servicios, tiene también el objetivo de bajar costos de producción y prestación de servicios, obtener continuidad, rentabilidad, calidad de los productos industriales o servicios prestados consecuentemente competibilidad.
a) Costo del Producto. Los costos de producción o de servicios se mantiene competitivos evitando aumentar al valor establecido del producto acabado y/o operaciones de prestación de servicios, costos de mano de obra del operador por el tiempo paralizado de la máquina, también evitando se le sume los intereses de la inversión por el tiempo paralizado, el costo de mano de obra de horas extras y repuestos, encareciendo el producto o la prestación de servicios con lo que se pierde competibilidad.
b) Rentabilidad. Otro objetivo del mantenimiento es obtener alta rentabilidad haciendo que, las instalaciones industriales o equipos de prestación de servicios estén en condiciones óptimas de operación a consecuencia de un mantenimiento adecuado, dándonos productividad y calidad , consecuentemente el producto tendrá un buen costo, estando las instalaciones en mal estado por falta de mantenimiento no trabajarán con toda su capacidad o simplemente se paralizará la producción, esta para1ización o disminución de la producción afecta la rentabilidad “buscar la rentabilidad es el objetivo básico de toda actividad industrial y de servicios”. La rentabilidad es función directa de la capacidad de producción de las máquinas y la calidad.
Síntesis. La rentabilidad es función directa de la, productibilidad y la calidad del productos o servicios prestados, equipos mal mantenidos afectan la productibilidad y a la calidad debido a que, existe paralización de las instalaciones industriales o simplemente las instalaciones industriales trabajan sin toda su capacidad productiva y de una calidad baja, consecuentemente atraso en el cronograma de producción y con bajo nivel de calidad , a objeto de recuperar el tiempo
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perdido las fábricas se ven obligadas a trabajar más rápido sin el control necesario de calidad, con lo que se pierde credibilidad y competitividad, se pierde clientes, y el objetivo básico que es la rentabilidad, por todo ello se debe actuar en forma preventiva antes que se produzcan la avería a lo que llamamos mantenimiento “sistemático o planificado”.
Conclusión, instalaciones industriales y/o maquinas de prestación de servicios que funcionan en malas condiciones pierden capacidad productiva, con lo que también se pierde calidad del producto. Los ingenieros de mantenimiento tenemos la responsabilidad de mantener las instalaciones industriales y/o equipos de prestación de servicios, en perfecto estado de operación, garantizando la productividad y la calidad del producto o servicio
c) Confiabilidad de una Planta. La confiabilidad es función de cuánto tiempo un equipo o instalaciones industriales puede trabajar en condiciones buenas, de forma que nos permita asumir compromisos con absoluta tranquilidad, mas adelante indicaremos otros factores al margen del mantenimiento del que depende la confiabilidad.
IMPORTANCIA DEL MANTENIMIENTO El mantenimiento viene adquiriendo cada vez más importancia por los motivos a seguir indicados.
1.- Por la creciente competitividad en la calidad y costo del producto industrial y servicios prestados. 2.- Por la escasez de materia prima no renovable, por ejemplo algunos minerales o derivados del petróleo hace con que exista un incremento en el costo de las máquinas industriales o equipos de servicio y otros, por ello el mantenimiento busca la conservación de las instalaciones Industriales y/o Equipos mediante métodos y técnicas adecuadas. 3.- Por el desarrollo tecnológico, el desarrollo tecnológico: Busca mejorar la resistencia de las piezas susceptibles a sufrir averías. Permite procesos de automatización en las que las maquinas trabajan en situación de interdependencia dándonos producción en serie, esta interdependencia ha aumentado la posibilidad de sufrir averías o trastornó del conjunto de maquinas y peligro de accidentes. Los tres puntos indicados nos obligan a planificar el mantenimiento más conveniente que se adecue a las características de la variedad de máquinas cada vez más modernas, tanto en la industria productiva como en los trabajos de prestación de servicios y otros. También nos viene obligando a obtener conocimientos de nuevas técnicas de mantenimiento, planificación y control, con lo que evitaremos la quiebra y paralización repentina de las máquinas Industriales o de servicio. 3. SÍNTESIS DE LOS OBJETIVOS DEL MANTENIMIENTO. a)
Conservar o prolongar la vida útil de las instalaciones industriales o conjunto de máquinas de servicio en condiciones de cumplir un plan de trabajo o producción sin interrupción y con toda su capacidad productiva, con lo que se garantiza el cumplimiento de compromisos adquiridos tanto en cantidad como en calidad de productos y servicios. Dentro de todo lo indicado el ingeniero mecánico o encargado de mantenimiento juega un papel importante. Por ejemplo el analizar si la prolongación de la vida útil corresponde la misma que debe ser función del costo de reparación y mantenimiento.
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b)
Reducir el costo de mano de obra en reparaciones y repuestos, reducir la adquisición de repuestos sin rotación, esto se consigue mediante la planificación, “control del stock de repuestos o necesidades reales con lo que se evita costos adicionales y paralizaciones prolongadas de las máquinas a espera de repuestos.
e)
El mantenimiento adecuado garantiza la disponibilidad y confiabilidad de las instalaciones industriales o máquinas, la confiabilidad es función de la calidad de los recursos humanos utilizados en las reparaciones, garantiza la seguridad del personal, se evita accidentes por averías intempestivas tales como roturas de ejes, pérdida repentina de frenos, etc.
d)
Un buen mantenimiento garantiza la calidad de los productos industriales y/o servicios prestados, garantiza la productividad, en consecuencia garantiza la competitividad y la rentabilidad, productos de buena calidad y a precios competitivos, es el objetivo-básica de las industrias o cualquier actividad “por buena calidad mejor costo del producto, mala calidad producto barato”.
4. TIPOS DE MANTENIMIENTOS a) b) c) d) e) f)
Mantenimiento Correctivo planificado Mantenimiento Correctivo de Emergencia “no planificado” Mantenimiento Preventivo Planificado Mantenimiento Autónomo Mantenimiento Centrado en la confiabilidad o “RCM” Mantenimiento Productivo Total “TPM”
4.1 Concepto de Mantenimiento Correctivo. Mantenimiento correctivo es aquel dirigido a corregir o reparar fallas de las instalaciones industriales y/o equipos de prestación de servicios y otros, después de que estos hayan ocurrido o llegado las piezas o conjuntos al final de su vida útil, pudiendo este mantenimiento ser, planificado y no planificado , el mantenimiento correctivo se caracteriza porque involucra trabajos de reparaciones grandes, tales como reparación general de los motores, trenes delanteros, reparaciones de rodillos del sistema de rodados, ruedas motrices, cambio de retenes y O-ring de Actuadores Hidráulicos, Neumáticos, cambio de rodamientos de todo tipo de maquinas, re embobinado de motores eléctricos, re embobinado de grupos generadores de corriente eléctrica y otro.
Mantenimiento Correctivo no Planificado. Este tipo de mantenimiento es típico de países subdesarrollados que no hacen análisis de costo de mantenimiento y/o producción y no, existe seriedad en el cumplimiento de los compromisos asumidos de entregar el producto de calidad y las cantidades establecidas en contrato y/o cumplir con el contrato de prestación de servicios de forma puntual, este mantenimiento no asegura la confiabilidad de los equipos, se caracteriza debido a que en determinadas circunstancias existe exceso de trabajo del personal de mantenimiento debido a fallas repentinas por descuido en el proceso de mantenimiento preventivo. Grafico del Comportamiento de la Mano de Obra del Mantenimiento no Planificado Paralización por falta de revisión de re uestos
6 ar b O e M
a
n
o
d
Aumento irracional de la mano de obra ara en el mantenimiento.
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Figura 1.6
Mantenimiento Correctivo Planificado y/o mantenimiento por condiciones .- En este tipo de mantenimiento se paralizan los equipos de producción industrial y/o de prestación de servicios, la paralización se hace en función del estado mecánico, recomendaciones del fabricante es el caso de la aviación , esta paralización debe coordinarse con el departamento de producción o de servicios, siendo la paralización anual, mensual o en función de las características de las instalaciones o equipos oportunidad en la que al margen de hacer las reparaciones necesarias se hace revisión general del equipo o de la instalación industrial. 4.2 Mantenimiento Preventivo Planificado El mantenimiento preventivo planificado es uno de los pilares más importantes en la búsqueda de beneficios en una organización industrial. Es el mantenimiento que se hace con el fin de prevenir o evitar que ocurra fallas consecuentemente mantener las instalaciones industriales y/o equipos de servicios con toda su capacidad productiva o de servicios. Para lo que se aplica un plan racional de inspecciones técnicas que permitan establecer mediante un diagnóstico técnico el estado mecánico de las instalaciones industriales u otras maquinarias. Este mantenimiento también abarca, eliminación de defectos, descubrir el origen de las fallas hasta las más pequeñas, ajustes, lubricaciones, limpieza, engrases y otros. En síntesis, el mantenimiento preventivo llevar adelante medidas preventivas dirigidas a evitar paros imprevistos e intervenir antes que los daños sean mayores o afecten a otros conjuntos de las máquinas o instalaciones, a seguir e jemplos de medidas
preventivas de este tipo de mantenimiento: a) b)
c) d) e)
Inspecciones periódicas, con el objetivo de revisar el juego de cojinetes, verificar la magnitud de vibración de los rodamientos de apoyo, rodamientos de punta de ejes, crucetas, clisaduras de la estructura, desbalance de discos, des alineamiento de ejes y otros. Limpieza, inspección del estado de filtros de aire, estado de los aceites del motor o de cualquier otro sistema de la máquina, cambio de los aceites, engrase de las articulaciones, revisión de los sistemas eléctricos, la mayoría de las fallas en equipos eléctricos son causadas por fallas en el aislamiento por lo que se recomienda la revisión de los sistemas eléctricos de los Motores, grupos generadores, inspección del aislamiento de los transformadores eléctricos en centrales hidráulicas, de los estatores de todo motor eléctrico, de cables eléctricos, estos aislamientos son sucesibles a fallar por el envejeciendo, por la humedad, el polvo, cambio de cargas, sobretensión de origen atmosférico o de maniobra, prácticas de mantenimiento y limpieza, también es necesario verificar los terminales, reguladores de voltaje, bobinas y otros. El instrumento utilizado medir el estado de los aislamientos es el Megohmetro o el óhmetro en líneas o baterías de baja tención. Verificar desgastes externos, de bujes y pasadores del sistema de rodado de tractores de orugas, llantas, Zapatas de la cadena sin fin del tractor de orugas, ruedas motrices y otros. Verificar la tensión de la cadena sin fin, correas de ventilación y ajustes en general. Medidas de temperaturas de cualquier sistema que se pueda establecer diferencia de
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f)
temperaturas, vibraciones y verificar oxidaciones, corrosiones. Medidas preventivas del Sistema de dirección. Las medidas preventivas del sistema de dirección consiste en la verificación, medición y corrección si fuera necesario de los ángulos del sistema de dirección, a lo que también se denomina alineación del sistema de dirección , a estos ángulos se las denomina ángulos característicos de dirección de los equipos de transporte o cualquier vehículo automotor.
5. MEDIDAS PREVENTIVAS DEL SISTEMA DE DIRECCION “Alineación” Introducción. La alineación consiste en la medición y la corrección si fuera necesario los ángulos de dirección, corrección a valores determinados por el fabricante de automóviles, esto se hace para obtener estabilidad de la dirección al conducir consecuentemente confort, seguridad para los ocupantes. Los efectos mecánicos de un sistema de dirección desalineado son, a)
desgaste prematuro y desigual del sistema de rodado, b) variación de los ángulos característicos del sistema de dirección, c) inestabilidad de la dirección al conducir, el des alineamiento es debido al mal uso de las movilidades tales como, sometiéndolos a caminos accidentados, sobre cargas, golpes que dañan los aros, todo esto también ocasiona desgaste de los elementos mecánicos del sistema de dirección como ser muñones y otros. La alineación se realiza con sensores colocados en los aros de las ruedas del vehículo, estos sensores transmiten a la computadora datos de cada Angulo característico las que son comparadas con los valores que el fabricante estableció, y si fuera necesario se realiza la corrección de los ángulos desalineados o ángulos característicos que son. 1) 2) 3)
Ángulo de convergencia y/o divergencia. Ángulo de caída “camber”. Ángulo de avance “caster”.
5.1 Ángulo de Convergencia y Divergencia
A
C
A
B
Convergencia
D
B
C
D
Divergencia
Figura 1.7 En la convergencia las ruedas delanteras se acercan y se mide por la diferencia entre las separaciones CD-AB, esta diferencia normal es de 1 a 6 mm variando de marca a marca , la convergencia compensa la tendencia que tiene las ruedas de abrirse con la marcha dándonos firmeza de la dirección , por otra parte, contrarresta el esfuerzo que sufre el pasador de punta de eje,
esto en automóviles de tracción trasera, si esta diferencia no está dentro de las medidas establecidas el efecto se siente en el volante dificultad en controlar la dirección y un desgaste excesivo en la parte exterior del hombro de la banda de rodado de la llanta . Síntesis , la convergencia es la desviación del plano longitudinal de las ruedas con relación al eje longitudinal del vehículo.
En casos de automóviles de tracción delantera la convergencia es negativa “divergencia” es decir, las ruedas se abren hacia adelante. Estos ángulos se corrigen con el ajuste o rotación de las
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terminales de dirección.
5.2 Camber o ángulo de caída
CD
Camber
Horizontal β AB
Figura 1.8 Se conoce como camber o caída al ángulo que el punta de eje forma hacia abajo con la horizontal en relación a la vertical. Este ángulo debe ser de 1/4 a 2° y se mide poniendo la movilidad en posición horizontal por la diferencia CD-AB que existe entre los bordes superior e inferior de la llanta con relación a la vertical, el exceso de este Angulo ocasiona desgaste desigual en las llantas, existen camber positivo y negativo, cuando el ángulo β es creciente para fuera el camber es positivo y para dentro negativo, mantener este ángulo dentro los valores establecidos significa que , el sistema de dirección después de un viraje recupera con facilidad su posición de línea recta, dándonos seguridad y estabilidad. Este ángulo se corrige con el aumento o disminución de arandelas “Una dirección es estable cuando a) el vehículo estando en marcha en línea recta al soltar el volante no se desvía notablemente a la izquierda ni a la derecha, b) cuando después de un viraje el coche tiende a volver por sí mismo a la marcha en línea recta sin que sea preciso forzar el volante”.
5.3 Ángulo de Avance “Caster” Para el análisis de este ángulo tenemos como referencia el hecho de que, el pasador alrededor del cual la rueda gira no es vertical, por lo que, por debajo con la vertical forma un ángulo llamado avance o caster, según la marca del vehículo varía de 1 a 7°, generalmente es del orden de 3°, con ángulos de avance menores a este o al establecido por el fabricante la dirección es inestable no tiene posición fija se torna peligroso, da jalones constantes hacia un lado de la carretera , para la verificación de este ángulo previamente es necesario
verificar el estado mecánico de los muñones y otros, actualmente para la verificación de este ángulo y los otros se utiliza sensores colocados en el aro de las ruedas del automóvil donde la computadora recibe datos y nos informa las variaciones para su posterior corrección. Estos ángulos pueden ser positivos y negativos, avance positivo, avance negativo, se dice que el pasador además del avance longitudinal tiene una inclinación transversal llamado caída o salida, la prolongación del eje del pasador con el eje o centro de apoyo y la base debe ser del orden 20 a 40 mm. Dependiendo del fabricante con valores dentro lo establecido se crea auto estabilidad direccional del vehículo y favorece el retorno de las ruedas a la línea recta después del giro. Si
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aumenta la distancia “d”, la dirección se vuelve dura y retornaría bruscamente a la posición de línea recta, mientras que si, la “d”, disminuye, la dirección se volvería inestable y con poco retorno.
Figura 1.9 En base a la inspección técnica, la experiencia y la comparación de desgastes con parámetros técnicos de catálogos, planificamos la intervención oportuna antes que sufra paralizaciones intempestivas, también planificamos la adquisición de repuestos y personal técnico adecuado. Con el mantenimiento preventivo la utilización de mano de obra es más homogénea y regular. El avance en movilidades livianas también se verifica cuando las llantas no se encuentran alineadas en un mismo eje de referencia, existe un desplazamiento entre ejes lo cual ocasiona impedimento para el giro normal del vehículo.
6. DESBALANCE DE AROS, DISCOS, EJES Y LLANTAS El desbalance de aros y llantas de vehículos de transporte de pasajeros, automóviles, vehículos de transporte de carga se da, por el desequilibrio de la masa del aro o de la banda de rodadura de las llanta. Este e desequilibrio de masa generalmente se da a consecuencia de, la mala operación golpes en aceras, baches, montaje y desmontaje de forma incorrecta, dándonos vibraciones en el
vehículo y una secuencia de golpes cuando el vehículo está en movimiento a la velocidad de carretera, se soluciona colocando contrapesos en las pestañas de los aros y corrigiendo los ángulos característicos , también el desbalance en equipos industriales se da por la erosión, desprendimiento o acumulación de masa en los rotores de las bombas, ejes, rotores de los compresores, y otros equipos rotativos, en la industria los problemas de desbalance de masas constituye el 40% de las fallas mecánicas.
6.1 Tipos de balances Hay dos tipos de balances o formas de equilibrar la masa de elementos rotativos, el tipo estático y el dinámico, el balanceo estático se realiza sobre un caballete y el tipo dinámico , se efectúa a través de una máquina balanceadora.
a) Balanceo estático. Se refiere a la banda de rodado del neumático, balancear consiste en asegurar que la suma de las fuerzas sea cero, no garantiza que la distribución de la masa sea uniforme, el desbalanceo estático se manifiesta cuando existe mayor peso en un determinado punto de la banda de rodaje por lo que, la rueda salta toda vez que este peso entre en contacto con el piso, produciendo vibración vertical y haciendo que la rueda salte, causando un deterioro prematuro de los componentes de la suspensión o dirección tales como muñones y otros accesorios creando inestabilidad en la dirección del automóvil.
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b) Balanceo dinámico . Este balanceo se efectúa con una maquina balanceadora y consiste en colocar contrapesos en los lados del aro de la llanta, para lo cual se toma el ancho de la llanta como dato que se introduce a un programa con lo que se establece el peso de la mitad de la llanta, no siendo sus masas iguales de estas dos mitades provoca vibraciones en la rueda del automóvil, el balanceo estará completo cuando después de varias rotaciones la llanta quede parada siempre en puntos diferentes, esto significa que el peso está equilibrado. Otro control consiste en dejar la rueda libre para rodar en cuatro posiciones diferentes, cada una a 90º de la otra, observando que no se mueva en ninguno de los casos, en ese momento es posible fijar definitivamente la pastilla de plomo, todo lo indicado es para el caso de aros y de las bandas de rodadura de las llantas. 6.2Desbalanceo Dinámico
Figura 1.10 Es cuando la mitad de la llanta partida verticalmente pesa más que la otra mitad, el mayor peso en uno de los lados provoca vibraciones en la rueda.
7. MANTENIMIENTO DE NEUMÁTICOS El mantenimiento de los neumáticos consiste en verificar y mantener la presión adecuado del aire y tiene el objetivo de alargar la vida útil de los mismos dándonos seguridad y confianza en la conducción, tiene también el objetivo de evitar consumo excesivo de combustible y potencia. Se ha establecido que la falta de balanceo dinámico o rotacional, colocación de contrapeso, alineación, “Medición y corrección de los ángulos característicos del sistema de dirección ” control de la presión adecuada del aire en los neumáticos son factores que provocan daños prematuros en los
elementos mecánicos, desgastes desiguales en las llantas o neumáticos, e inestabilidad en el sistema de dirección. Síntesis: El control del conjunto de los tres ángulos de dirección y el balanceo nos da, suavidad, precisión y seguridad en la conducción de los automóviles o vehículos de carga, así como mantiene normal el desgaste de los neumáticos. Los motivos de la variación de los ángulos característicos son: la excesiva carga o golpes, por mala operación, siendo recomendable su comprobación porque de ella y de los frenos depende la seguridad de los ocupantes.
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DAÑOS MÁS COMUNES EN PERÍODO DE PRUEBA O GARANTÍA.
Estos daños generalmente son consecuencia de errores tales como: a) Errores en el proceso de fabricación
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b) Errores en el dimensionamiento o ingeniera básica c) Errores en la utilización de materia prima. d) Errores en la operación y/o aplicación de las maquinas.
Errores en el proceso de fabricación. Se manifiestan en forma de Rotura de piezas o partes, tales como ejes, engranajes, cañerías, mangueras, cuándo se rompen de forma prematura antes que cumplan el periodo de garantía, se debe a defectos de fabricación los cuales se arrastran desde la ingeniera básica del dimensionamiento de sus partes, deben ser dimensionados y fabricados con materiales que duren o sufran la menor cantidad de fallas o desgaste, selección de la materia prima, depende del proceso seguido en su fabricación, básicamente tienen que durar el tiempo previsto. Finalmente debe tomarse en cuenta en el proyecto de maquinas, la accesibilidad para reparaciones y manipuleo de piezas con facilidad. En síntesis, en el periodo de garantía, es puesto en prueba la marca, la calidad de las piezas, sus partes y su dimensionamiento para un determinado trabajo, la garantía en el período de prueba es
dado en diversas unidades de medida, tal es el caso de máquinas estacionarias o industriales, equipos pesados de construcción y en la Aeronáutica es dado en horas, en kilómetros de recorrido para equipos de transporte y automóviles, en casos de equipos Industriales también suele medirse por la cantidad del producto, por lo que debe controlarse su operación . Existen también fallas por mala operación, si, esto se da, sale del período de garantía, siendo responsabilidad de los ingenieros de mantenimiento o encargados y son problemas atribuibles a la falta de capacitación de los operadores o adecuada selección del personal responsable de su operación “existe convenios con el fabricante o vendedores para la capacitación del personal cuando se adquiere equipos”.
9. FALLAS MÁS COMUNES A LO LARGO DE SU VIDA ÚTIL 1.- Desgastes prematuros 2.- Roturas 3.-Agripamientos, “todos estos problemas pueden ser evitados tomando los cuidados que establece el mantenimiento preventivo”.
9.1 Desgaste prematuro.- Se da en las diferentes partes internas de los motores, partes internas de las máquinas tales como cajas de cambios, transmisiones, sistemas hidráulicos, sistemas neumáticos, generalmente se da debido a la falta de cuidado de los filtros de aire, filtros de aceite, de las condiciones de los aceites, fugas de aceites y/o aire que se constituyen puntos de contaminación del sistemas por lo que, se recomienda el control del período de cambio de los aceites, control de los acoples, conexiones, estos puntos constituyen, puntos de contaminación, se da también por sobrecargas, que ocasionan erosiones y calentamiento de partes internas de las piezas.
Efectos del estado de los filtros de Aire.
Los filtros de aire bien cuidados no obstruidos por la suciedad hacen posible que se mantenga las presiones y cantidad de entrada del aire a la cámara de combustión en el rango adecuado, igualmente nos asegura aire puro, en consecuencia buena combustión. Existiendo obstrucción en los filtros limita la entrada del aire dándonos un desequilibrio entre el volumen necesario del aire para la correcta combustión, este hecho aumenta el consumo de combustible y ocasiona a su vez elevaciones de temperatura, exigiendo a la máquina mayor esfuerzo en consecuencia bajando el rendimiento, otros problemas que ocasiona es la formación de carbonilla, en consecuencia mayor desgaste en los componentes de la culata, todo ello reduce la vida útil y aumenta los costos de operación. Los filtros rotos o agujeros y mangueras de succión mal ajustadas permiten la entrada de
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aire sin filtrar lo que ocasiona el desgaste de las anillas, desgaste de las paredes internas de los cilindros y todas las partes internas del motor, estas partículas de polvo mezclado con el aceite de limpieza y la humedad producto de la combustión o compresión forma una masa abrasiva y se constituye en material fijante a consecuencia desgaste prematuro, las partículas duras o metálicas se incrustan en la superficie generalmente de los cojinetes, las paredes de los cilindros y pistones estas partículas metálicas deja gayaduras profundas en los componentes indicados.
Causas para el deterioro de los filtros ellos son:
Ambientes contaminados “condiciones de operación”. Las condiciones de operación determina la cantidad de partículas de tierra y otros que debe atrapar el filtro. Condiciones meteorológicas y métodos inadecuados de mantenimiento de los filtros, la excesiva humedad ocasiona que el material filtrante se deteriore.
9.2 Roturas.- Existe muchos motivos para que se produzcan roturas entre los muchos a seguir se indica algunos. Instalación o montaje incorrectos “ ejes, y acoples desalineados” estos problemas nos ocasiona exceso de vibraciones, y a consecuencia roturas. La rotura se da también por excesivo desgaste a consecuencia de los contaminantes, lo que ocasiona vibraciones consecuentemente roturas, la rotura también se da por sobre cargas y/o mala operación, aplicación en trabajos para los que la maquina no fue diseñado, mala aplicación.
Desbalances de partes rotativas, dándonos desequilibrio de masas esto se da en los aros de de ruedas, discos, rotores, ejes, rodamientos sueltos o mal montados, cavitación que se da en bombas y turbinas, todos estos problemas ocasionan vibraciones dependiendo de la intensidad ocasiona roturas, as mismas que pueden ser evitadas con acciones del mantenimiento preventivo.
9.3 Agripa miento El agripamiento es debido a la dilatación de las moléculas de los diferentes elementos de las maquinas perdiendo las tolerancias de fabricación, esta dilatación se da a consecuencia del calentamiento de las maquinas o motores, el calentamiento normalmente se da por la mala operación y/o uso inadecuado tales como sobrecarga, por falta de control de los niveles de lubricantes, refrigerantes, aceites agotados o degradados, utilización de aceites inadecuados o periodos de cambio fuera del tiempo establecido. En síntesis, los agripamientos se dan por falta de cuidado y familiarización de los operadores con la máquina, estos deben estar bien familiarizados sobre sus características en cuanto a su operación correcta, deben evitar la utilización de aceites inadecuados y descuidarse del mantenimiento de las maquinas.
10. ETAPAS DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVO PLANIFICADO a. Inspección, b. Conservación c. Reparación.
10.1 Inspección.- Es la actividad dirigida a averiguar y evaluar el estado real de la instalación industrial u otras máquinas “examinar si ellos están en buen estado”, verificar si existe
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desgaste, fatiga, vibraciones, oxidaciones, si están correctamente operados y utilizados, si cumplen normas de mantenimiento de acuerdo a lo planificado o establecido en el manual de operaciones. En función de los resultados de esta inspección el ingeniero o encargado toma medidas de ajuste ya sea de personal o de mejora de las medidas preventivas.
10.2 Conservación.- Para el estudio de esta segunda etapa es necesario saber que es estado real y teórico. a) Estado Real. - Es el estado en el que realmente se encuentra la instalación industrial, maquinarias o cualquier otro equipo en el momento de la inspección. b) Estado teórico.- Es el estado en el que debería estar la instalación industrial, maquinarias y otros si se iba a seguir las recomendaciones técnicas de mantenimiento y operación. Siendo que, la conservación es el objetivo del mantenimiento definimos a ella como la aplicación de todas las medidas dirigidas a mantener su estado teórico. Estas medidas son todas las indicadas como medidas preventivas. Reparación o Mantenimiento Correctivo .- Son medidas dirigidas a restituir a la Máquina o instalación industrial a su estado inicial o de excelente estado mecánico, después de que las piezas o conjuntos hayan cumplido su ciclo de vida útil o después de que haya ocurrido una falla no prevista, esta restitución a su estado inicial se la hace mediante rectificaciones, cambios de piezas o conjunto tales como Kit de motor y otros. 11. IMPORTANCIA DE LAS ETAPAS DE MANTENIMIENTO Entre las actividades de las 3 etapas del mantenimiento “la inspección” tiene importancia particular debido a que con ella nos adelantamos a las averías y constatamos las necesidades de las máquinas y/o instalaciones Industriales, dicha constatación nos sirve para tomar decisiones, ejemplo si en la inspección se constata que el estado real corresponde al estado teórico, lo que hay que hacer es mantener ese estado efectuando trabajos de conservación, y si se constata que ese estado real no coincide con el teórico el paso siguiente es efectuar una evaluación para saber si corresponde decidir por trabajos que restituyan su estado inicial o simplemente mejorar las medidas preventivas. INSPECCIÓN
Se averigua su estado real, su mantenimiento, sus condiciones de operación
CONSERVACIÓN
REPARACION
Si son buenas
Si se establece que su estado real es pésimo se desvía a la sección reparación
Figura 1.11 Debido a su carácter preventivo las inspecciones se realizan en intervalos de tiempo prefijados o preestablecidos, una vez que ha pasado esa inspección se repite, determinándose los intervalos entre una inspección y otra con diversas unidades de medidas, tales como días, semanas, o meses, a lo que llamamos unidades de tiempo, o en cantidad de horas de funcionamiento, tal es el caso de, equipos de construcción, tractores, palas mecánicas y maquinas estacionarias, existiendo también
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otra unidad de medida, los kilómetros en automóviles y equipos de transporte de carga, en el caso de equipos industriales también suele medirse por la cantidad de producto.
12. CRITERIOS DE UNA INSPECCION TECNICA En toda inspección ya sea de una instalación industrial y/o equipos de cualquier tipo, se deben tomar tres criterios “Formas de saber la verdad” y ellos son: a. Su capacidad de funcionamiento. b. Su seguridad. c. Su valor residual.
12.1 Capacidad de funcionamiento.- Se entiende por ello a su estado mecánico en general, base para establecer su rendimiento o capacidad productiva, se analiza si aún su estado real corresponde al estado teórico , generalmente el estado real diverge del estado teórico, se encuentra máquinas que trabajan en estado crítico de funcionamiento, sistemas hidráulicos con fugas, máquinas quemando aceite de motor, sistemas de dirección con desgaste de muñones, aros y llantas desalineaciones. Para tomar las decisiones o concluir sobre su verdadero estado el inspector o encargado de mantenimiento debe conocer o estipular cual debería ser su estado teórico de las instalaciones o máquinas, este establecimiento del estado de las máquinas se hace en base a datos técnicos, manuales de reparaciones o en base a la experiencia , los mismos que nos permite evaluar la magnitud de divergencia entre el estado real y teórico, y tomar las decisiones ya sea de enviar a reparación o conservación. 12.2 Criterio de Seguridad.- Las instalaciones industriales y otros equipos generalmente deben cumplir normas vigentes de seguridad para que el personal de operadores no tengan que correr riesgos, ejemplo: los tanques de almacenamiento de combustibles, instalaciones químicas, tanques de presión, deben tener válvulas de seguridad, los automóviles y equipos de transporte de carga deben tener seguridad en el sistema de dirección, frenos y en los sistema de rodado o neumáticos, finalmente cuidar que los equipos y/o instalaciones industriales no trabajen sometidos a condiciones de excesiva vibración y sobrecargas, de forma que no nos ocasionen roturas intempestivas, a consecuencia de ello accidentes, actualmente se hace énfasis especial en que, toda empresa industrial no importa su naturaleza deben tener estudios de impacto ambiental para evitar contaminación o desequilibrios ecológicos. 12.3 Mantenimiento de su valor .- Este criterio nos proporciona la información acerca de hasta qué punto mantiene su valor ya sea la instalación industrial y/o maquinarias de diferentes tipos, este análisis de mantenimiento de su valor es muy común realizar por encargo de instituciones financieras para venta de equipos o remate, este tipo de inspección también se realizan para planificar su renovación. 13. MÉTODOS DE INSPECCIÓN La inspección de una instalación industrial o maquinarias de servicio es hecho por dos métodos: 1. 2.
En forma puramente sensorial sin instrumentos. Utilizando instrumentos de medición.
13.1 La inspección puramente sensorial .- Se realiza, oyendo, viendo, palpando, sintiendo, en síntesis, la inspección sensorial consiste en, controlar con el oído el ruido de funcionamiento del motor de una máquina o cualquier otro conjunto, palpando, para sentir la temperatura de funcionamiento, sintiendo los olores extraños qué expide la máquina, viendo si existe desgaste,
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fisuras, oxidaciones y otros, concluyendo sin precisión sobre el estado real de la máquina en el momento de la inspección.
Utilizando Instrumentos de medición . La inspección con instrumento de medición nos permite, calcular las distintas magnitudes tales como, presión de compresión en motores, presiones hidráulicas, Neumáticos en diferentes puntos de los sistema, magnitudes de vibración, desgaste, posición de desgaste “radial o axial”, fugaz, variación de temperaturas de funcionamiento de las diferentes partes o conjuntos de los equipos o instalaciones, desbalanceo de partes rotativas, des alineamiento de ejes, acoples y des alineamiento de direcciones. * Nos permite formarnos una opinión correcta sobre el estado de la máquina y/o instalaciones Industriales en el momento de la inspección. * Nos permite predecir cuál será su comportamiento en el futuro. * Nos permite determinar las condiciones en las que se encontraba en el pasado, estos puntos será objeto de estudio en los métodos de diagnostico y análisis predictivos.
14. PASOS PARA IMPLEMENTAR EL MANTENIMIENTO PREVENTIVO lro. Paso. • Evaluar el lugar de trabajo e infraestructura física. • Analizar el programa de mantenimiento existente en la actualidad. • Evaluar las condiciones actuales del equipo o industria. • Evaluar el almacenamiento de fluidos, aceites y repuestos • Evaluar las herramientas y equipos de taller “necesidades”. • Evaluar los niveles de habilidad mecánica “recursos humanos”. • Elaborar organigrama del taller. 2do. Paso. • • • • • •
Presentar el plan. Comunicar objetivos. Obtener o elaborar formularios. Proporcionar entrenamiento. Proporcionar herramientas e instalaciones. Biblioteca técnica.
3er. Paso. • • • • •
Programar inspecciones, lubrificaciones y otros. Usar productos de calidad. Cumplir estrictamente el programa planificado. Elaborar lista de comprobaciones del mantenimiento preventivo. Programar reacondicionamientos de los componentes principales antes de que ocurran fallas, aplicando el mantenimiento correctivo planificado, con lo que se baja el costo y se aumenta la disponibilidad.
CAPITULO II
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MANTENIMIENTO AUTONOMO La base fundamental del Mantenimiento Autónomo es la preparación de los operadores de maquinas, preparación en los diferentes métodos de inspección y realización de reparaciones, los operadores deben ser entrenados y deben contar con los conocimientos necesarios para dominar el equipo que operan “conocer los aspectos técnicos de sus maquinas que operan y conocer perfectamente el funcionamiento del equipo que operan” estando capacitados por lo tanto para realizar trabajos diarios de: Inspecciones, Lubricación, limpieza, intervenciones menores, cambio de herramientas y piezas, estudiar posibles mejoras, solucionar problemas del equipo, realizar acciones que conduzcan a mantener el equipo en las mejores condiciones de funcionamiento. Estas actividades deben realizarse siguiendo estándares previamente establecidos con la colaboración de los propios operadores. Los operarios deben ser entrenados y deben contar con los conocimientos necesarios para dominar el equipo que operan.
Objetivos Fundamentales del Mantenimiento Autónomo. Emplear el equipo que operan como instrumento de aprendizaje y adquisición de conocimientos. Realizar reparaciones menores y corregir pequeñas deficiencias de los equipos que operan Desarrollar nuevas habilidades en los operadores para el análisis de problemas y creación de nuevos pensamientos sobre el trabajo. Realizar una operación correcta y verificación permanente del funcionamiento dentro de estándares que evite el mal huso o sobre cargas de los equipos Mejorar el funcionamiento del equipo con su aporte creativo. Desarrollar habilidades para identificar rápidamente anormalidades en el funcionamiento evitando que en el fututo se transforme en averías importantes. Crear en los operadores una cultura para el cuidado de los equipos y prevenir deterioro de estos. Lograr un total sentido de pertenencia y responsabilidad del operador. En síntesis, el mantenimiento autónomo requiere un cambio cultural en la empresa, especialmente en el concepto de “Yo fabrico y tu conservas” a “De mi maquina me ocupo yo”, para lograr esto es necesario incrementar el cocimiento que poseen los operadores que permita un total dominio de los equipos. Esto implica desarrollar las siguientes capacidades en los operadores.
CAPACIDADES PARA DESCUBRIR ANORMALIDADES Debe crearse en los operadores una visión exacta para descubrir y prevenir anormalidades, es necesario desarrollar verdaderas habilidades para descubrir tempranamente las posibles causas de un problema en el proceso, no sirve que el operador detecte solamente paradas del equipo o problemas en la calidad del producto.
CAPACIDADES PARA CORRECCIONES INMEDIATAS El operador debe tener la capacidad y libertad de tomar decisiones para hacer las correcciones necesarias que lleven el equipo a las condiciones de funcionamiento ideal haciendo huso de la habilidades desarrolladas, y luego debe informar a sus superiores.
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CAPACIDAD PARA CONTROLAR EL MANTNIMIENTO Estas capacidades se refieren a las del operador de los equipos de forma que cumplan de manera exacta las reglas establecidas y no solamente detectar fallas corregir o prevenirlos , sino respetar rigurosamente las reglas para conservar impecable el equipo.
LIMPIEZA La limpieza en el mantenimiento autónomo se utiliza como medio de verificación del funcionamiento del equipo, la falta de limpieza es una de las causantes de averías en los equipos. La fricción entre partes de los componentes es debido a la tierra y otros elementos abrasivos que deteriora el estado funcional de las partes de las maquinas lo que ocasiona pérdidas de precisión y están conducen hacia los defectos de calidad de los productos y paradas de equipos no programados, por lo que se enfatiza la importancia que tiene el trabajo de mantenimiento que debe realiza el operador en la conservación de la limpieza. Al realizar las actividades de mantenimiento el operador del equipo primeramente busca dejar limpio el equipo, en una segunda instancia debe identificar las fuentes de suciedad y otras anomalías como pernos flojo, elementos en mal estado, lugares sin lubricación estos trabajos debe realizarse siguiendo estándares de seguridad y empleando métodos adecuados previamente definidos de esta manera el operador contribuirá en la conservación del equipo, la productividad y la calidad de los productos preocupación básica del empresario.
CONTROLES VISUALES Una de las formas de facilitar el trabajo de los operadores en las actividades de mantenimiento autónomo es mediante el empleo de controles visuales, un ejemplo es la identificación de los puntos de lubricación con etiquetas informativas, esto facilitara al operador inclusive el empleo del aceite adecuado y los tiempos de cambio de los aceites o lubricación.
IMPLEMENTACION DEL PILAR DEL MANTENIMIENTO AUTONOMO La implementación del mantenimiento autónomo está fundamentado en una serie de pasos y niveles los cuales pretenden crear progresivamente una cultura de cuidado permanente del sitio de trabajo.
PASO O.- PREPARACION DEL MANTENIMIENTO. Este paso, o etapa es muy importante, es en la que se establece las necesidades de implementar el mantenimiento autónomo en la planta industrial. En este paso se evalúan, se planifican las actividades antes de comenzar con las actividades de limpieza e inspección, este paso nos permite entender los requerimientos del mantenimiento autónomo, como ser programas de entrenamiento todo esto para el inicio del primer paso o etapa “ dar a conocer a los op eradores la estructura y funcionamiento del los equipos y los problemas que pueden presentarse en la operación, los perjuicios causados por el polvo y mala limpieza finalmente los problemas que se pueden presentar con la falta de conservación de la lubricación limpieza.
PASO 1.- LIMPIEZA E INSPECCION Consiste en detectar las fallas existentes en el mantenimiento y en las maquinas, elaborando
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procedimientos básicos de limpieza e inspección objetivando la restauración de los equipos. En esta primera etapa se busca alcanzar las condiciones básicas de los equipos y establecer un sistema que mantenga esas condiciones básicas durante las etapas uno a tres, los principios en la que se fundamenta esta primera etapa son:
Hacer de la limpieza un proceso de inspección La inspección se realiza para descubrir fallas o anomalías o cualquier tipo de de situación anormal en el equipo y en las aéreas próximas al trabajo. Las fallas o anomalías deben corregirse inmediatamente para establecer las condiciones básicas del equipo. Para descubrir las fallas o anomalias el proceso de limpieza es muy importante, ya que en esta fase se debe entender que, el principio de limpieza es inspección. No se debe pretender solamente asignar un tiempo para la limpieza al finalizar el turno de trabajo, se debe buscar un nivel de pensamiento superior en el que el operador tome contacto con el equipo para realizar inspecciones mediante el aseo del equipo. En síntesis siendo los pasos de la primera etapa Limpieza, Inspección, Detectar anomalías y etiquetarlas, Solucionar todas las anomalías o fallas.
PASO 2.- MEDIDAS CONTRA FUENTE DE SUCIEDAD Y LUGARES DE DIFICIL ACCESO. Consiste en la detección y aplicación de medidas contra fuentes de suciedad y lugares de difícil acceso con el objetivo de eliminar y establecer procedimientos de mejoras para reducir el tiempo de limpieza, lubricación e inspección. En esta etapa se pretende que el trabajador descubra las fuentes profundas de suciedad que deterioran el equipo y tome acciones correctivas para prevenir su presencia, se busca mejorar también el acceso a lugares difíciles para la limpieza , esta etapa es importante para el desarrollo de las actividades de mejora continua y son desarrolladas por los propios trabajadores. Los resultados se manifiestan en la mejora del sitio de trabajo, con la reducción de riesgos y reducción del deterioro acelerado de los equipos debido a la contaminación y fugas, resumiendo las actividades más frecuentes que se realizan en la planta en esta segunda etapa tiene que ver con la eliminación de fugas, fuentes de contaminación, falta de exceso de lubricación y derrames de fluidos o líquidos. Es necesario en esta etapa mapear la localización de las fuentes de contaminación, fugas, lubricación y otros. Resumen de la aplicación de la segunda etapa. Identificación y mapeo de las fuentes de suciedad y lugares de difícil acceso, Eliminar esas fuentes de suciedad o contenerlos, Simplificar o mejorar el acceso, Solucionar etiquetarlo o mejorarlo, Crear controles visuales, facilitar inspecciones, Mapear puntos de lubricación.
PASO 3.- ELABORACION DE ESTANDARES PROVISIONALES Este paso consiste en la construcción de estándares de limpieza, inspección y lubricación. Se hace la revisión de los itinerarios de limpieza e inspección ejecutados en los pasos anteriores, se realiza el mapeo de todos los puntos de lubricación y se lo pasa a los operadores para que los ejecuten con base en la experiencia adquirida en las etapas anteriores se preparan los estándares de inspección con el propósito de mantener y establecer las condiciones optimas del estado del equipo, es frecuente emplear las ultimas “S” de la Metodología de las “25s” con el objeto de garantizar disciplina y respeto a los estándares establecidos, en síntesis, se busca crear una cultura para el cuidado de los equipos y prevenir el deterioro manteniéndolos en las condiciones básicas de
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acuerdo a estándares diseñados. Resumen del paso 3, Entrenamiento en la operación y lubricación, Consulta a catálogos para definir tipo de lubricante, frecuencia y cantidad, Construir los estándares teniendo como base las etapas anteriores , Crear controles visuales para aplicar la lubricación, Mejorar puntos de difícil lubricación, Evaluar los estándares construidos, Implementar nuevos controles visuales, Matriz de averías vs Sistemas.
PASO 4.- INSPECCION GENERAL Consiste en la revisión de los estándares de limpieza, inspección y lubricación, todo esto como pilar fundamental a través de la capacitación de los operarios, con lo que se incrementa las habilidades y conocimientos. En los pasos 1,2 y 3 se han implementado actividades orientadas a la prevención del deterioro a través de las mejora de las condiciones básicas de la planta industrial, en las etapas 4 y 5 se pretende identificar tempranamente el deterioro que puede sufrir el equipo esto con la participación activa del operador. Estas etapas requieren el conocimiento profundo sobre las características técnicas de los equipos, partes y otros, para la implementación de la etapa o paso 4 se deben tomar en cuenta los siguientes puntos. Preparar el plan de entrenamiento para los operadores y personal involucrado en el proceso de mantenimiento dirigido a lograr un alto conocimiento sobre los métodos de inspección Desarrollar las primeras inspecciones junto con los expertos de mantenimiento. Realizar reparaciones livianas con ayuda de los expertos de mantenimiento. Planificar las acciones de reparación y nuevas revisiones o inspecciones del equipo. Es necesario contar con un plan de inspecciones rutinarias, se dice que el ciclo Deming es de gran ayuda para impulsar esta clase de acciones en forma rutinaria. El entrenamiento de los operadores debe ser en temas tales como, Elementos de maquinas, Características técnicas, Medicines básicas, Sistemas Hidráulicos y Neumáticos ,Lubricación, Introducción a la Electricidad , Seguridad laboral , Métodos de inspección, el éxito de esta etapa depende del nivel de preparación de los operadores de lo que depende también el tiempo de duración del entrenamiento, es frecuente encontrar personal con conocimientos técnicos muy básicos lo cual significa impedimento para que esta fase se logre en poco tiempo. Los instrumentos claves y ayuda necesaria para que este paso se implemente con éxito son: Elaboración del manual de inspección general Mejora del conocimiento de los operadores con lecciones punto a punto. Auditoria y evaluación del grado de conocimiento adquirido por los operadores. Control sobre el desarrollo de competencias y habilidades de los operadores esto para reforzar o ajustar su trabajo. Auditoria por la etapa. Resumen de la aplicación de la etapa o paso 4, Revisar la Matriz de averías o sistemas, Priorización de los módulos de entrenamiento, Construcción de los temas de entrenamiento, Entrenamiento teórico y practico del modulo, Etiquetación e implementación de mejoras, Implementación de nuevos controles visuales, Revisión de los estándares provisionales, Análisis de los resultados y Actualización de la Matriz de habilidades. PASO 5.- INSPECCION AUTONOMA Consiste en revisar y mejorar los estándares de inspección, limpieza y lubricación, fortalecer el sistema de mantenimiento rutinario, elevar los niveles de inspección y habilidades de restauración, fortalecer el desarrollo de controles visuales objetivando la reducción del tiempo de inspección, hacer que el trabajo de inspección autónoma sea eficiente, asegurar el mantenimiento y el control de
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los estándares de inspección autónoma para llegar a controles visuales y prevención de errores humanos, en este paso después de revisar y mejorar los estándares de inspección, limpieza y lubricación se evalúan dichos estándares , se mejora sus métodos y tiempos en base a la experiencia acumulada por el operador en síntesis, las principales actividades de esta etapa están relacionadas con el control de los equipos y la calidad del producto, siendo uno de los aportes mas significativos de este paso o etapa el incremento de la eficiencia de la inspección al mejorar los métodos de trabajo y los estándares utilizados. Objetivos de esta etapa. Identificar e implementar tareas de mantenimiento entre los operadores de equipos y técnicos de mantenimiento planificado. Estandarizar las actividades de Mantenimiento autónomo, revisar y mejorar los estándares de limpieza, lubricación e inspección desarrollados durante la etapa o paso 4 y fortalecer el sistema de mantenimiento rutinario por la integración de los estándares de mantenimiento autónomo y mantenimiento planificado. * Elevar los niveles de las habilidades de inspección y restauración de los operadores. * Ejecutar las tareas de inspección autónomas de forma eficiente y asegurar el mantenimiento correctivo y la gestión de los estándares de inspección autónoma, implementando el control visual y la prevención ce los errores humanos. Resumen del paso o etapa 5 Capacitación del líder del grupo, Revisión de los estándares, Hacer diagnostico de inspecciones y limpieza, Definir división de tarea de mantenimiento autónomo y versus mantenimiento planificado, Mejoras locales a lugares de difícil acceso, Controles visuales dinámicos Análisis de los resultados y actualización de la matriz de habilidades.
PASP 6.- ESTANDARIZACION El paso 6 consiste en revisar el papel de los operadores y mejorar la eficiencia del trabajo relacionado con la estandarización, mantener un sistema de mantenimiento autónomo efectivo, y la integración del mantenimiento de calidad, detección de anomalías que afecten la calidad, comprendiendo la relación entre el equipo y la calidad del producto, es necesario indicar que esta etapa ya no está directamente relacionado con los equipos sino con los métodos de actuación del personal de operaciones. La estandarización busca que las actividades de mantenimiento indicadas y de rutina sean asignadas adecuadamente a los operadores y en el mejor tiempo, en la estandarización deben estar incluido los sistemas de información necesarias para garantizar que los resultados de la inspección autónoma se empleen para la mejora del equipo y la prevención de problemas potenciales , los objetivos esperados en esta etapa o paso son. Analizar los resultados de las funciones o tareas ejecutados por los operadores y los estándares alcanzados y establecidos en la que están tiempos y coherencia Analizar cuál fue el desarrollo o acciones kaizen para mejorar las acciones de trabajo inspección y control de los equipos . Asegurarse que la unidad de criterios sea el mismo entre los diferentes operarios que actúan sobre un mismo equipo en diferentes turnos En esta etapa se busca que los recursos humanos operen en forma armónica y que no exista desviaciones en su actuación por lo que, esta etapa está orientada a eliminar causas que conducen a las pérdidas de eficiencia de la mano de obra o recursos humanos, esta etapa
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también es la herramienta para las auditorias generales de la fabrica o industria con el objetivo de introducir mejoras a los resultados auditados, permitiéndonos también certificar al personal de producción y reconocer que ha cumplido un ciclo formativo estandarizado. Resumen de aplicación del paso 6 “Ciclo de Mejora continua”. Establecer los temas a desarrollar, Recopilación de las determinaciones, Evaluación del grado de Compromiso, restauración del aspecto ideal, Mejora para facilitar el cumplimiento, Elaboración de las normas y estándares, Estudio del método de verificación Organización del cuadro de actividades y auto diagnostico, Preparación para el diagnostico del TOP. PASO7.- CONTROL AUTONOMO PLENO Consiste en mantener los equipos en excelentes condiciones técnicas, esforzarse para lograr las metas de averías, fallas y cero desperfectos, mantener una actitud proactiva para el mantenimiento del equipo, los operadores deberían haber desarrollado autoconfianza para atingir sus objetivos, y desafíos todo esto en base a la mejora continua, a la experiencia, participación, solidaridad, creatividad y emoción. La etapa o paso 7 es la so matización o alteración de todas las actividades de los pasos anteriores tales como Mejora continua en el diseño de equipos, personas y mantenimiento, en esta etapa los operadores deberían estar listos a desarrollar la auto gestión con confianza dentro el proceso de mejora continua.” Deben pensar en que debe hacerse, tasta cuando y hasta que nivel debe ser alcanzado, y actuar por cuenta propia. La auto gestión consiste en unir el mantenimiento autónomo y la mejora especifica, por lo tanto es necesario indicar que, la autogestión engloba dos actividades, la gestión de rutina y la gestión por las directivas, la gestión de rutina desarrolla actividades de mantenimiento autónomo y la gestión por directivas es promover las actividades de mejora de cada uno de los temas de administración empresarial, tales como aumento de las ganancias, reducción de costos siendo que esas actividades son denominadas mejoras especificas.
AUDITORIA DEL MANTENIMIENTO AUTONOMO Las auditorias del mantenimiento son el principal instrumento de gestión para lograr una verdadera transformación de la cultura de la fábrica. El concepto de auditoría no debe ser asumir como vigilancia, sino como un proceso de reflexión y conversación que genere compromiso para determinadas acciones, existe literatura especializada sobre estos aspectos e indican la necesidad de introducir nuevos modelos de control directivo dentro de las empresas, estos nuevos modelos de control parten de la base de dar mayor poder a los procesos de autoevaluación como factor decisivo en el incremento del compromiso con las acciones tomadas en las acciones de control. Deming, Iskikawa, Singe y expertos de la escuela del aprendizaje organizativo consideran que el proceso de control debe servir para incrementar el conocimiento profundo y aprendizaje del proceso. , estos enfoques conceptuales pueden servir de base para el desarrollo se la metodología de intervención y transformación de las empresas.
CAPITULO III MONITOREO Y ANALISIS DE FALLAS POR DIFERENTES METODOS “COMO APOYO AL MANTENIMIENTO CORRECTIVO PLANIFICADO”
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Introducción.- Los métodos de diagnostico y análisis predictivo son llamados inadecuadamente mantenimiento predictivo o mantenimiento por condiciones , en este capítulo analizaremos los diferentes método de diagnostico y análisis del estado Mecánico, Eléctrico, Hidráulico y otros de las instalaciones Industriales y/ equipos de prestación de servicio como apoyo al mantenimiento correctivo planificad y al mantenimiento preventivo planificado, estos métodos están basados en
diagnósticos técnico-científicos aplicado a cada una de las piezas, sistemas o componentes de la máquina, son métodos modernos de análisis en la que se utilizan diversos instrumentos o herramientas sofisticadas, se utilizan un u otro instrumento en función del tipo de máquina y de las características de sus partes o conjuntos de las instalaciones industriales y/o equipos de prestación de servicios, tomando como fundamento leyes ingenieriles y relaciones empíricas, todo ello, con el fin de determinar en el tiempo las condiciones técnicas de cada uno de los componentes o sistemas de la máquina. Estos métodos nos permiten a los responsables del mantenimiento:
Evaluar periódicamente con precisión las condiciones técnicas reales de operación de las máquinas y/o sistemas en general. Planificar las reparaciones, planificar el stock de repuestos y recursos humanos estrictamente necesarios. Nos permite buscar fallas, analizar fallas, predecir sustentando técnicamente el tiempo de duración de las piezas, conjuntos o partes de la máquina. Todo ello nos permite optimizar la operación total de la planta industrial y/o empresas de prestación de servicios.
1. DESARROLLO DE LOS METODO DE DIAGNOSTICO Y ANALISIS DE LOS PROBLEMAS MECANICOS, ELECTRICOS Y OTROS Los métodos de diagnostico y análisis del estado mecánico, eléctrico y otros de las instalaciones industriales y/o maquinas de prestación de servicios se ha desarrollado o viene modernizándose por las siguientes necesidades.
Evitar pérdidas humanas como en los accidentes aéreos. Evitar daños materiales de consideración Ejemplo, explosiones o incendios de una planta industrial, que con la oportuna aplicación de métodos adecuados de diagnostico y análisis y, la aplicación de acciones correspondientes se puede evitar. Acompañar el desarrollo tecnológico. Por la necesidad de aumentar la producción en serie, la calidad y evitar la paralización de la industria productiva y/o empresa de prestación de servicios. Por la constante escasez de materias primas no renovables que nos obliga a optimizar la utilización de las máquinas productivas y/o de servicios. Los diferentes métodos de diagnostico y análisis predictivos requiere elevada especialización técnico-científico en la utilización de obtenidos.
cada uno de los instrumentos de medición e interpretación de valores
Debido a la diversidad de máquinas, también existe diversidad de problemas mecánicos, eléctricos y otros que presentan las empresas industriales y/o empresas de prestación de servicios, por lo que, se ha establecido que los trabajos de análisis estén orientados a. 1. 2.
Trabajos de análisis de los componentes o sistemas de las maquinarias para determinar las condiciones técnicas actuales o en el momento de la toma de información de la instalación industrial ó equipos de servicio. Trabajos de análisis para predeterminar las condiciones técnicas en las que se encontrará las instalaciones industriales o equipos en el futuro.
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3.
Trabajos de análisis de las maquinas industriales y/o de servicios para determinar las condiciones técnicas en la que se encontraba en el pasado o antes de ocurrido el siniestro de la instalación industrial o equipos de prestación de servicios “caja negra”.
Métodos Utilizados para establecer las condiciones Mecánicas, Eléctricas y otras de las instalaciones Industriales y /o maquinas de prestación de servicios. 1) Método Termodinámico 2) Método visual y/o Termo grafía Industrial 3) Método de Rumorosidad 4) Método de ultrasonido 5) Método de Rayos X y Rayos Gamma 6) Método de vibraciones
2.1 Método Termodinámico. Este método consiste en analizar el comportamiento de los motores de combustión interna, cuando sometidos a diferentes condiciones de carga, para lo que se utiliza equipos computarizados llamados “CARMA” y otros, este analizador se f undamenta en leyes termodinámicas y consiste en el control comparativo de curvas obtenidas en el espectro en el momento de la medición, con la curva patrón para cada condición de carga.
Equipo Computarizado de Análisis de Motores de Combustión Interna llamado CARMA.
Figura 2.1 Comparaciones iníciales en un motor diesel para diferentes condiciones de funcionamiento.
Este control comparativo de curvas nos permite establecer las presiones que debería tener los cilindros del motor de combustión interna en condiciones normales de operación y en diferentes condiciones de carga obtenidas de la medición. En estas presiones influyen el estado del motor, filtros de aire, los grados de avance, retraso en la apertura y cierre de las válvulas de admisión y descarga. En la figura se muestra 14° de anticipación al punto muerto superior en
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la apertura de la válvula de admisión y un retraso de 56° en el cierre de la válvula en relación al punto muerto inferior. Los fenómenos de avance y atraso están motivados por razones de rendimiento volumétrico, base fundamental de todos los motores de combustión Interna. En síntesis, expresa la mayor o menor cantidad de aire aspirado por cada cilindro por lo que dicho rendimiento depende de los filtros de aire y del tiempo de aspiración, el atraso tiene el objetivo de expulsar la mayor cantidad posible de los gases producto de la combustión.
2.2 Método Visual. Los instrumentos usados en este método son:
Endoscopio o baroscopios.- Nos permite verificar el estado interno de las máquinas tales como, motores, cajas de cambio, transmisiones, turbinas de aviación y otros, se lo hace mediante ranuras de inspección que ya están previstas, a través de ellos se introduce una varilla que tiene propiedades especiales la cual obtiene los datos de desgaste, fisuras, roturas, erosiones, oxidaciones y los transmite a la pantalla para su análisis visual.
Bororscopio
Endoscopio
Filtros ópticos .- También constan de varillas rígidas y/o flexibles y tienen la misma función que la anterior con la diferencia de que, tienen mayores propiedades en consecuencia sensibilidad dándonos mayor precisión en la visualización de los defectos internos existentes.
Estroboscopio.- Es usado para analizar elementos en movimiento rotativo, ejes, juntas, poleas, son instrumentos que nos permite verificar los des alineamientos en los elementos indicados.
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Ejemplo:
la
transmisión
de
una
Establecer la línea de marcado
Imagen 1
correa
y
de
una
onda
de
accionamiento
Observar la sincronía
Imagen 2
En una onda correctamente centrada con rueda motriz medirá siempre el número real de revoluciones con detención óptica (imagen 1). Si la rueda motriz tiene un descentraje axial o des alineamiento axial con los estroboscopios se medirá el doble de revoluciones.
Líquidos penetrantes y/o Florecientes .- Son reveladores de fisuras superficiales. Proceso de aplicación de los líquidos penetrantes
2.3 Método de Termo grafía Industrial. Concepto de termo grafía La termo grafía es el registro grafico del calor emitido por la superficie de un cuerpo en forma de radiaciones infrarrojas de diferentes intensidades. Parte del principio de que, todos los cuerpos con
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una temperatura superior a 0 grados Kelvin o -273.15 º C (cero absoluto) emiten radiación infrarroja no visible al ojo humano. La termo grafía infrarroja permite, a distancia y sin ningún contacto, visualizar y medir con precisión la radiación infrarroja de una superficie. La física permite convertir las mediciones de la radiación infrarroja en magnitudes de temperatura, esto se logra midiendo la radiación emitida por un cuerpo en porción infrarroja del espectro electromagnético desde la superficie del objeto, convirtiendo estas mediciones en señales eléctricas.
Ventajas de la termo grafía infrarroja aplicada al mantenimiento industrial
Evita o disminuye las interrupciones intempestivas en los procesos productivos pudiendo realizar paradas programadas, controla y protege la integridad del sistema productivo. Localiza con exactitud y con suficiente antelación puntos críticos o los potenciales problemas mediante la medición de la temperatura, siendo por tanto una herramienta para el mantenimiento preventivo ya que le permite organizar la solución a los problemas. Disminuyen las acciones del mantenimiento tradicional, “arrancar, desarmar, cambiar piezas, conjuntos y otros”, las anomalías se predicen con suficiente ant elación para que sean reparadas y no se llegue a producir una avería que supondría un considerable tiempo de reparación y pérdida de productividad.
* Permite mediante ensayos no destructivos realizar seguimiento al funcionamiento de los equipos, corrigiendo las anomalías detectadas en el menor tiempo posible para alargar su vida útil. * Permite el uso más eficiente de la energía, evita perdidas dándonos una disminución del consumo de energía de los equipos de calefacción, refrigeración y otros, actuando sobre las causas que originan pérdidas de frío o de calor. Se consigue por tanto, un ahorro económico y un menor impacto sobre el medio ambiente. * Proporcionan descuentos en la póliza del seguro, cada vez son más las compañías aseguradoras o consultorías de riesgos y seguros que valoran el uso de la termo grafía aplicada al mantenimiento y al diagnóstico de instalaciones industriales y/o equipos de prestación de servicios. * No necesita contacto físico con la instalación o el equipo, con lo cual baja la peligrosidad para el técnico. * Evita posibles incendios por sobrecalentamientos en las instalaciones, contactores, y otros. * Permite comprobar la correcta ejecución de los trabajos de aislamiento de paredes, techos, embobinados, cables y otros. * Existe ahorro energético, por el hecho de que permite determinar perdidas de energía en sistemas eléctricos, mecánicos e inclusive en sistemas de aire acondicionado.
Instrumentos Utilizados. Los instrumentos utilizados en la implementación de la termo grafía en el mantenimiento básicamente son dos:
a) Cámaras Infrarrojas o Termo Graficas.
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b) Termómetros Infrarrojos. a) Cámaras Infrarrojas o Termo Gráficas, son elementos que detectan, captan, interpretan y miden la radiación infrarroja de un cuerpo o pieza mecánica, por otra parte lo traduce en temperatura del punto medido.
Figura2.3
Principio de Funcionamiento Las cámaras infrarrojas o termo gráficas traducen la radiación infrarroja de un objeto de manera que podemos medir su temperatura en cualquier punto de la imagen. Las cámaras termo gráficas y los termómetros infrarrojos han sido desarrolladas con tecnología Uncooled Focal Plane Arraydetector (UFPA), consistente de una matriz de dos dimensiones (320x240) formada por detectores conocidos como micro bolómetro. Una onda electromagnética está formada por dos campos : uno eléctrico y otro magnético , que viajan a la velocidad de la luz (en el vacío es aproximadamente 300.000 Km. /s). Las ondas electromagnéticas tienen energía, la cual es aprovechado de diferentes maneras, puede ser usada para excitar una antena de radio, o para estimular sensores.
Figura 2.4 En la siguiente figura se muestra una barra de metal calentada por un inductor en forma de espiral. La parte de la barra que está fuera del inductor, está fuera del efecto calentador y por esto luce del color del metal. A medida que nos acercamos a la parte de la barra que está siendo calentada, el color de la barra va cambiando a rojo y luego a amarillo, es decir su longitud de onda va disminuyendo. La barra no cambia de color, ella sigue siendo plateada, pero comienza a EMITIR radiación de calor, una parte de la cual cae en el espectro visible.
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Figura 2.5
b) Termómetros Infrarrojos, este instrumento nos da la lectura de la temperatura del cuerpo o red de distribución eléctrica solo apuntando con el láser a las superficies o redes cuyas temperaturas desea uno registrar.
Aplicaciones La termo grafía infrarroja puede ser aplicada en cualquier situación donde un problema o condición de una máquina o pieza pueda ser visualizado o establecido por medio de una diferencia de temperatura, consecuentemente tiene aplicación en cualquier área siempre y cuando esta tenga que ver con variación de temperatura.
EJEMPLO DE DIAGNOSTICO
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Figura 2.6
2.4 Método de Ultrasonido o vibración acústica Introducción. El ultrasonido son ondas sonoras de alta frecuencia que están por encima del rango de percepción humano, el ultrasonido es un método que nos permite identificar problemas técnicos sin alterar las condiciones físico químicas de los cuerpos este método es utilizado para los Ensayos no destructivos (END). Gracias a este método las empresas dedicadas por ejemplo a la producción de vapor o empresas que utilizan redes neumáticas, redes de distribución de fluidos líquidos, tienen un mejor control de las fugas de vapor, aire, o fluidos líquidos que existe en sus diferentes redes de distribución. Este control genera un gran ahorro económico en cuanto a su producción de los fluidos indicados, dándonos conservación de la maquinaria utilizada para la producción de estos fluidos. También debe indicarse que este método se aplica en la inspección del estado mecánico de rodamientos que existen en cualquier equipo que los use, según estudios de la NASA se ha demostrado que el monitoreo de rodamientos con ultrasonido ubica fallas potenciales de rodamientos mucho antes de que se detecten con los métodos tradicionales de calor y vibración. El método de ultrasonido se
aplica también para el monitoreo eléctrico de Transformadores, cajas interruptoras, tableros y Torres de alta tensión y para establecer las espesuras de diferentes partes de una máquina. Los detectores ultrasónicos utilizan un sensor con un cristal piezo-eléctrico de cuarzo que se excita por la energía de ciertas frecuencias del ultrasonido. Estas vibraciones son censadas por el detector
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y transformadas de su estado de alta frecuencia a un estado de baja frecuencia. Los sensores se diseñan para captar señales ultrasónicas transmitidas tanto por el aire como a través de estructuras sólidas.
Generación de la Energía Ultrasónica en la Mecánica En la mecánica el Ultrasonido o vibración acústica , es energía generada por la fricción entre componentes que se mueven (rodamientos, acoples, engranajes etc .…). Esta energía se transforma en un voltaje AC que es inestable y errático. Para poder tener una fuente de datos confiables midiendo la energía acústica del ultrasonido debe hacerse de forma lineal para efectos de repetir, los instrumentos de ultrasonido tienen la capacidad de localizar y aislar la fuente del problema en ambientes de plantas ruidosas. Ya que pueden discriminar entre ruidos del o los equipos no relevantes y sonidos asociados al elemento que se está analizando.
Resumen.- Campo de aplicación del Método de Ultrasonido o Vibración Acústica
Detección de fugas de aire o gases Detección de ruidos de rodamientos con mala lubricación, engranajes y otros a lo que también se llama inspecciones Mecánicas. Detección de descargas eléctricas, inspecciones de transformadores, torres de alta tensión y otros. Detección de fugas de fluidos líquidos. Establecer espesuras de diferentes partes.
Figura 2.7
a) Detección de Fugas de líquidos y gases La detección de fugas es aplicada generalmente a los sistemas de transporte de fluidos, y a equipos de generación de vapor como ser:
Calderos Condensadores Tanques Válvulas Tuberías Conexiones
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b) Ultrasonido en la Inspección Mecánica. En la Mecánica el método de Ultrasonido es aplicado en la inspección de rodamientos así como también la inspección del estado mecánico de los engranajes. Los sonidos que se pueden generar en un rodamiento, depende de la eficiente o mala lubricación. Cuando se tiene una mala o deficiente lubricación, se puede escuchar un sonido abrasivo, rozamiento entre los elementos móviles consecuentemente desgaste. Cuando la lubricación es correcta, se escucha un sonido liso parecido al sonido del correr del aire. Excesiva Lubricación, genera calor y desgaste del rodamiento. La conclusión sobre el estado de los elementos rodantes se establece comparando la lectura obtenida por el instrumento o sensores con valores mostrados en tablas y nos indican la acción que se debe tomar. Previamente a ello se debe indicar o establecer un nivel sonoro para los rodamientos.
Figura 2.8
c) Inspecciones Eléctricas El método de ultrasonido también es aplicado para las inspecciones eléctricas, de los elementos.
Transformadores Cajas Interruptoras Torres de Alta Tensión Tableros
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2.5. Resonancia La resonancia no es método para establecer el estado mecánico o acústico de las maquinas o instalaciones Industriales contrariamente es un problema Mecánico que ocasiona vibraciones de alta frecuencia y se las define como un fenómeno que se produce, cuando a un cuerpo que vibra o capaz de vibrar se le induce una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de la Maquina en funcionamiento. Para que haya resonancia tiene que haber alguna oscilación. Es decir cuando el sistema es obligado a vibrar a la frecuencia de excitación y si esta coincide con una de las frecuencias naturales del sistema, se produce una situación de resonancia y ocurren oscilaciones peligrosamente grandes. Una frecuencia natural o fundamental es la frecuencia a la que una estructura o máquina vibrara cuando ella está en funcionamiento como en el caso del columpio cuando uno la desvía y después la suelta a este fenómeno se le conoce como frecuencias naturales. Cuando ocurre la resonancia, los niveles de vibración que resultan pueden ser muy altos y pueden causar daños muy rápidamente. En estas circunstancias el cuerpo vibra, aumentando de forma progresiva la amplitud del movimiento tras cada una de las actuaciones sucesivas de la fuerza . Para determinar si una maquina tiene resonancias se puede llevar a cabo una o varias pruebas con el fin de encontrarlas:
a) La prueba del impacto . Se pega a la maquina con una masa pesada, como una viga de madera, de cuatro por cuatro pulgadas, y se verifica que existe aumento progresivo de la amplitud de vibración tras cada impacto y si coinciden las frecuencias naturales del sistema se estaría frente al fenómeno de resonancia. b) El arranque y rodamiento libre . Se prende y se apaga la máquina, mientras que se graban datos de vibración y de tacómetro. La forma de onda de tiempo indicara un máximo, cuando las RPM igualan las frecuencias naturales. La prueba de la velocidad variable: En una maquina cuya velocidad se puede variar en un rango ancho, se varía la velocidad, mientras que se están grabando datos de vibración y de tacómetro. La interpretación de los datos se hace como en la prueba anterior. Para una mejor explicación se da el siguiente ejemplo: Un columpio tiene cierta periodicidad, es decir el tiempo que se tarda repetir el ciclo. Como el columpio es un péndulo su periodicidad es la siguiente:
√
Donde T es el periodo en segundos, L es la longitud del péndulo en metros y G es la aceleración de la gravedad “9.81m/s2” En un columpio de 2 metros el periodo es 2.84 s. Y es siempre la misma independientemente de la masa y de la amplitud del movimiento, bien ahora imaginemos el columpio parado con un señor de 150 Kg encima, es evidente que no podemos hacer lo mismo que con un niño (estirar el columpio hasta cierta altura y soltarlo). Pero queremos columpiar al señor así que utilizaremos el fenómeno de la resonancia. Para crear una resonancia solo hay que dar un impulso mayor que la fuerza de fricción periódicamente cada 2.84 seg. La fuerza de fricción es independiente de la masa solo varía según la velocidad así que al principio, como la velocidad del columpio es 0 con pequeño impulso (el
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suficiente para vencer al rozamiento estático del eje del columpio, que es constante) ya crearemos una pequeña oscilación de 2.84 seg. De periodo (ya que es la frecuencia natural que hemos calculado que tendrá). Es decir el columpio se alejara un poquito de nosotros y al cabo de 2.84 seg. Volverá en ese momento volveremos a empujar un poquito más. De esta manera la amplitud cada vez será mayor, pero el periodo seguirá siendo el mismo cada 2.84 seg. El columpio volverá a dónde estamos y cada 2.84 seg. Lo volveremos a impulsar, es decir la frecuencia del columpio y la de la fuerza motora es la misma y el columpio estará en resonancia, por eso la amplitud cada vez es más grande, aunque la primera oscilación fuese realmente pequeña. Y seguirá creciendo, ahora pueden pasar tres cosas: 1.- La amplitud sigue creciendo y como el periodo es el mismo la velocidad media del columpio es cada vez mayor (tiene que recorrer más distancia en el mismo tiempo). Como la velocidad crece y la fricción con el aire aumenta según la velocidad llegara en un momento en que la fuerza con la que impulsamos el columpio será igual a la de la fricción y la amplitud se mantendrá. 2.- La velocidad media es insuficiente como para generar una fuerza de fricción suficiente. Entonces la amplitud seguirá creciendo hasta que llegue un momento que la oscilación sea tan grande que el columpio llegue a una altura para la que no esté diseñado volcando la silla y con la consecuente torta del señor que estaba sentado en el. 3.- Cuando el que empuja ve que la amplitud llega a ciertas cotas, decide disminuir su impulso hasta mantener la amplitud constante (que es lo que pasa en la realidad). Lo que el que empuja está haciendo sin darse cuenta es igualando esas fuerzas llegando a un equilibrio. En el primer y tercer caso se da la resonancia por el aumento o disminución de las velocidades en el segundo se nos descontrola destruyendo el sistema.
2.6 Método de Rumorosidad.- Los instrumentos utilizados en este método son: a) Estetoscopio.- Sirven para ampliar la onda audible, “verificar por el sonido o ruido el estado de las máquinas”. El SKF TMST 3 es un instrumento sensible y de alta calidad que permite detectar por los ruidos o vibraciones los problemas mecánicos de los componentes de las maquinas, es un instrumento que amplifica los ruidos y la amplitud de vibración El TMST 3, incluye auriculares que captan, dos sondas de distinta longitud (70 y 220 mm) y un CD de demostración de sonidos pregrabados para comparaciones que demuestra los ruidos mecánicos problemáticos más comunes, todo ello suministrado en un maletín robusto.
Corrientes inducidas parásitas o corrientes de Focault “EDDY CURRENT”.Está
basada en los principios de la inducción electromagnética, es utilizada para diferenciar entre una amplia variedad de condiciones físicas de los elementos estructurales, metalúrgicas y en partes no metálicas que sean eléctricamente conductoras, este método que consiste en la inducción Electromagnética requiere contacto eléctrico directo con la parte que está siendo inspeccionada.
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Ensayo con corrientes inducidas
El método de corrientes inducidas llamado también “Corrientes EDDY”, opera bajo el principio de la inducción electromagnética, donde un campo magnético alternante induce corriente sobre la pieza de ensayo si es de un material conductor. Es un método de ensayo no destructivo ya que, su aplicación no altera de ninguna manera las propiedades del objeto bajo estudio. Es una prueba netamente superficial, detectando defectos sub-superficiales “cercanos a la superficie” La Cantidad de corrientes inducidas y el campo magnético producido necesariamente está asociado a las diferentes características del material bajo prueba. Por ello se utiliza para detección de discontinuidades, medición de propiedades de los materiales y mediciones dimensionales A. Detección de discontinuidades: La detección de discontinuidades se refiere a la localización de grietas, fisuras, corrosión, erosión y/o daños mecánicos en la superficie de las piezas.
B. Propiedades
de
materiales:
Utilizando las corrientes inducidas, se pueden determinar propiedades de materiales, se hace mediciones de conductividad, permeabilidad, dureza, clasificación de aleaciones y 35
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otras condiciones metalografías que requieren junto con las propiedades ya mencionadas equipos y arreglos de bobinas especiales. Mediciones dimensionales: mediciones dimensionales B. Las comúnmente realizadas mediante la aplicación de corrientes inducidas, son la medición de espesores, con buena exactitud para espesores pequeños teniendo la desventaja de no ser precisos en espesores grandes y medición de espesores de revestimientos como pinturas o películas aislantes.
Corrientes inducidas de campo remoto (RFT)
Una variante dentro de las Corrientes Inducidas, se llama Corrientes inducidas de campo remoto. Con esta técnica podemos inspeccionar los materiales ferromagnéticos penetrando todo el espesor del objeto a inspeccionar. Es una técnica muy adecuada para la inspección de Calderas, así como intercambiadores ferromagnéticos, aeroenfriadores, reactores y líneas de fluidos ferromagnéticas. En los aeroenfriadores con aletas muy cercanas, el campo remoto decae fuertemente, por lo que se utilizan bobinas de saturación parcial del material. Cuando un campo magnético excita un material ferromagnético, este se distribuye de la siguiente manera:
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En la zona de acople directo, debido a la alta permeabilidad magnética del acero y demás materiales ferromagnéticos se forman muy fácilmente las corrientes inducidas, que actúan como barrera impidiendo la penetración del campo primario (de la bobina excitadora). No obstante ubicando una bobina a una distancia de 2.5 veces el diámetro interior de la tubería, se logra captar un campo más débil resultado de la interacción del campo primario, con el de las corrientes inducidas en el tubo (secundario) el campo magnético en esta zona (zona de campo remoto) ha atravesado 2 veces la pared del tubo, por lo cual se logra una inspección completa del espesor. A medida que el espesor disminuye, la atenuación en el campo magnético es menor tanto en amplitud como en fase permitiendo obtener información del área y profundidad de la discontinuidad. Esta técnica permite detectar defectos tales como grietas, picaduras, pérdidas por corrosión generalizada o localizada y erosión antes y después de alcanzar tamaños críticos, por lo cual se vuelve una herramienta indispensable para el diagnóstico temprano de equipos críticos.
APLICACIONES: 1. Tuberías de Calderas. 2. Fuselaje de aviones 3. Trenes de aterrizajes 4. Turborreactores 5. Cascos de Barco 6. Intercambiadores de Calor ferromagnéticos OBJETIVOS: 1. Evaluar daños micro estructurales. 2. Detección de defectología en tubería de calderas e intercambiadores 37
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3. Detección de defectología en componentes y equipos de acero ferromagnético.
BENEFICIOS: 1. Elimina la subjetividad en la toma de decisiones. 2. Los costos de aplicación son muy inferiores comparados con los beneficios 3. Se puede actuar a tiempo y de forma precisa 4. Muy sensible a defectos pequeños 5. Detecta fácilmente fisuras. b)
Radiografía Industrial, Rayos X.
Es un método un método que utiliza la radiación la radiación ionizante de alta energía que al pasar a través de un material sólido, parte de su energía es atenuada debido a diferencias de espesores y densidades, densidades, con este método identificamos la presencia de discontinuidades internas en todo tipo de material.
Generación de los rayos X Son producidos por la desaceleración brusca de los electrones al impactarse en un blanco o tarjeta generalmente de tungsteno; la energía de los rayos rayos X, es controlada o medida medida en Kilovolt y su intensidad en miliamperios.
Método de Rayos Gamma. electromagnéticas de gran poder poder de Concepto De Rayos Gama.- Los rayos gama son ondas electromagnéticas penetración al material, su poder de penetración depende de su energía, estas energías viajan en línea línea recta no tienen tienen masa, son emitidas por por el núcleo de una substancia substancia radioactiva similar a los rayos X, y pueden pueden tener la misma longitud de onda y por ende energía, o menor longitud de onda mayor energía, los rayos gama gama son producidos por la la desintegración nuclear de los átomos de Isotopos radiactivos, siendo estos naturales como el Radio 226 o Artificiales como el Iridio 192 y Cobalto 60, también son obtenidos como producto de la fisión Nuclear o separados del mineral de desechos en reactores atómicos, finalmente son obtenidos por bombardeo de neutrones a átomos para que su núcleo núcleo capture neutrones y se tornen radiactivos radiactivos sin cambiar a otro material o elemento.
Aplicación. a) Para detectar defectos en espesuras de acero hasta de 10 pulgadas. pulgadas. b) Para examinar defectos en objetos de geometría variable “es más “es más efectivo que el Rayos X. c) Se usa para para escanear vehículos vehículos buscando armas, explosivos, explosivos, estupefacientes estupefacientes y para detectar cualquier material radioactivo. d) Como irradiador de rayos gama para eliminar los los microbios en productos alimenticios de exportación.
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e) Para detectar agujeros negros en la vía láctea, detectar otras galaxias lejanas. El departamento de defensa de Estados Unidos de Norteamérica está desarrollando en base a los rayos Gama un arma que al impactar en un individuo o ser viviente mata.
2.7 Método de vibró diagnóstico o “Análisis predictivo” Generalidades. La aplicación de este método está en máquinas rotativas, alternativas, estructuras metálicas, conductos de fluidos a presión, sistemas de transmisión por engranajes y maquinas modernas de alta velocidad, la vibración mecánica de estas máquinas se transforma en señal eléctrica mediante un dispositivo llamado transductor de vibraciones “el transductor capta mediante sensores la energía vibracional o energía dinámica de la maquina o partes y lo transforma en señal eléctrica” variables en función del tiempo siendo los elementos de la Amplitud, Frecuencia y
Periodo”. La amplitud describe que tan severo es el problema mecánico, la frecuencia describe que elemento mecánico está mal, debido a que, cada elemento mecánico tiene su propia frecuencia de vibración, y el periodo indica el tiempo en el que se repite el fenómeno, el análisis de las vibraciones constituyen el mejor indicador del estado mecánico de las maquinas , este método consiste en la medición de los niveles totales de vibración a intervalos periódicos y se lo hace en puntos que previo estudio son los que mejor revelan el comportamiento dinámico de las maquinas. Es necesario indicar que, cuando el funcionamiento de la maquina es normal solo debe aparecer la armónica fundamental, la presencia de otras armónicas indica problemas en la maquinaria, “las armónicas son síntomas de defectos”.
Concepto de Vibraciones Las vibraciones son movimientos ondulantes que se da en las maquinas, estructuras y otros indicados, se caracterizan por tener un recorrido completo de ida y vuelta, para mejor comprensión ejemplificamos con la proyección grafica del movimiento circular de un radio vector de amplitud X que gira con una velocidad angular w rad/ seg, siendo su ciclo la vuelta completa del radio vector, la misma se repite a lo largo del tiempo, dándonos conforme lo indicado recorridos completos de ida y vuelta.
Figura 2.9 Esta vibración cuando representada en función del tiempo es caracterizada por una curva senoidal
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e identificada por la ecuación V= X sen (wt + ) El ángulo (rad) indica la posición inicial del radio vector cuya amplitud es X, W velocidad angular constante “rad/seg”, wt; es el ángulo en radianes que recorre el radio vector de amplitud X en un tiempo t a partir de la posición inicial definido por , el movimiento se repite cada vuelta completa del radio vector, o sea cuando recorre 2 radianes a partir de la posición inicial, llamamos Tp al período o tiempo necesario para que se repita el movimiento “señal periódica es aqu ella que se repite pasado un cierto intervalo finito de tiempo”. w.T p = 2,
T p = 2/w; w = 2/T p
Al número de ciclos por segundo cuya unidad es el Hz “Hertz”, se define como frecuencia y es dado por f = l/T p. Tp
1
f
;
2
T p
;
2 f (rad / seg ); f
/ 2 ( Hz )
Fase La medición de la fase es de gran utilidad en el diagnostico con el que, se establece cuál es el origen del problema mecánico . Para medir la fase o vibraciones en las máquinas usamos sensores conocidos como transductores que transforman la vibración mecánica en una señal eléctrica analógica para ser procesada, la característica principal de estos sensores es que, son precisos en la medida de las amplitudes y frecuencias captadas, además de tener repetitividad, dos señales de la misma amplitud deben tener la misma salida en tensión, cada vez que la referencia de la fase pase por delante de su punto sensible, por convención el Angulo de la fase siempre será medida en sentido contrario a la rotación.
¿Dónde se mide? La fase se mide con sensores de desplazamiento que se suelen colocar dispuestos a +, - 45º con respecto al plano vertical que pasa por el eje, su finalidad es la de poder realizar un análisis orbital del desplazamiento del eje en su alojamiento. Los demás sensores se colocan lo más cerca posible del apoyo de los ejes, soportes de rodamientos, buscando los puntos de medida de mayor rigidez de la máquina.
Figura
2.10
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Origen de las vibraciones En la práctica no es posible evitar las vibraciones, el origen de ello se debe a) al funcionamiento b) a efectos dinámicos de las tolerancias de fabricación de las maquinas a lo que, se conoce como vibración natural o fundamental, al margen de ello, se debe a holguras excesivas, fricciones entre partes, desbalanceo en partes rotativas, desgaste por impurezas, montaje con des alineamiento de ejes, des alineamientos de los sistemas de dirección, mal montaje de los rodamientos, cojinetes, aceleraciones y desaceleraciones. En síntesis, las vibraciones originan fuerzas dinámicas entre los elementos de máquinas que están en contacto durante su funcionamiento ocasionando generalmente fatiga a consecuencia roturas de las diferentes partes de las maquinas, la severidad de las vibraciones depende del estado mecánico de las maquinas por lo que son analizadas las magnitudes a seguir indicadas, Amplitudes, Frecuencias y periodo. Por otra parte es necesario indicar que, no siempre toda vibración es perjudicial, muchas veces son proyectadas maquinas que nos dé vibraciones, dentro de valores establecidos tales como en el caso de las vibro compactadoras, chancadoras “clasificadoras de agregados” que nos permiten seleccionar el tamaño del material, todas estas vibraciones son controladas.
Resumen.- Los principales problemas mecánicos que ocasionan Vibraciones dado en porcentajes son: -
Desalinamiento de ejes, de pares de engranajes, de acoples y partes rotativas 40%. Desbalanceo operacional por desequilibrio de masas se da en máquinas alternativas, poleas, acoples y rotores de 20 a 30%. Resonancia en diferentes elementos mecánicos se da en un 10 a 20%, este fenómeno se representa en el espectro por vibraciones amplificadas en una banda de frecuencia cercana y a ambos lados de la frecuencia natural o fundamental. Es un fenómeno identificado por el incremento gradual y substancial de la amplitud de la Vibración estando la maquina o cualquier otra estructura en estado técnico satisfactorio, aparece con mayor frecuencia en estructuras, tuberías, bigas, columnas, cubiertas, protectores, pedestales y otros.
Espectro de la vibración Amplificada.
f a
f r f 2
f 1
f r f n 1 2 2 ;
C C C
Razón de amortización
C : amortiguación Frecuencia de excitación Cc. coeficiente de amplitud * Engranajes, Aspas y paletas Dañadas 20% * Falta de Excentricidad 5% * Rodamientos sueltos 2%
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Análisis de los Niveles de Vibración . El análisis de los niveles de vibración nos permite determinar o establecer y cuantificar la variación de los valores de las variables “Amplitud, Frecuencia y Periodo en función del Tiempo ”, a consecuencia de ello nos permite, a) tomar decisiones antes de tener problemas mecánicos de consideración, b) nos permite establecer problemas mecánicos que estén en proceso. La amplitud o magnitud de vibraciones que se identifica en la representación espectral Figura 2.9 de una vibración armónica en función del tiempo, se caracteriza por el radio vector giratorio y es el parámetro que describe la severidad de la vibración. A partir de esa vibración armónica se determina el NIVEL TOTAL, que consiste en determinar los valores, PICO-PICO, PICO y el valor RMS o valor efectivo de una vibración. Al vector giratorio cuyo recorrido es igual a 2 pi rádianos se le denomina valor pico-pico, este valor pico-pico, indica. * El máximo viaje de la onda y es dado por Xmax-Xmin. * Nos muestra donde la vibración de una máquina es crítica cuando sometida a la máxima fatiga. * Nos indica el tiempo que dura la onda, el análisis del valor pico-pico normalmente se emplea para las medidas del desplazamiento y es determinado por la diferencia algebraica entre los valores extremos de una magnitud que varía durante cierto intervalo de tiempo. Por otra parte, el valor PICO es el valor máximo de las magnitudes, velocidad, aceleración y desplazamiento según la Norma ISO 2041. Este Valor pico se usa para las mediciones de la velocidad, aceleración y desplazamiento, es importante debido a que nos indica el nivel de golpes de poca duración o valor
máximo que ha alcanzado las magnitudes indicadas, siendo que, las mismas varían durante cierto intervalo de tiempo y es dado por la ecuación. X min X Valor pico = max 2
Valor efectivo de la onda o ROOT MEAN SQUARE (RMS), este valor es dado por:
X RMS
TP
0
X 2 dt T p
;
X RMS
2 2
X
El valor de RMS, es la medida más importante debido a que, a) nos proporciona información sobre las vibraciones tomando cuenta el tiempo que dura la onda, b) nos da el valor de la amplitud y/o magnitud de vibración que es directamente proporcional al contenido de energía, consecuentemente de la capacidad destructiva de la vibración.
Instrumentos para medir Vibraciones. Existen medidores de vibraciones consecuentemente de, Amplitudes, Frecuencias y Periodos, estos instrumentos son, el Vibro test 60, Vibro expert CM-400, los indicados instrumentos no solo nos dan la amplitud, frecuencia y periodo de la vibración de una maquina o componente de la maquina, o cualquier otra estructura sobre una banda de frecuencia, también nos revelan los componentes de la frecuencia que se encuentra en todo el ancho de la banda de frecuencia por lo que se hace análisis de frecuencia y, generalmente se determinan frecuencias sub sincrónicas, sincrónicas y asincrónicas. Se tiene también el instrumento denominado VIBCANNER que, a) grava y almacena las informaciones captadas de las condiciones mecánicas de la máquina y/o estructuras, b) diagnostica y analiza señales en el tiempo a lo largo de su desplazamiento orbital. Es necesario
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indicar que en el análisis de frecuencia de una máquina desconocida se toma como referencia el espectro de otra máquina de las mismas características y que esté en condiciones de operación idénticas.
Tipos de armónicas de una vibración en la banda o ancho del espectro. Asincrónica
La banda de las frecuencias es dado por el ancho del espectro, cuya unidad es el Hz. en este espectro participan diversas frecuencias para lo que se utiliza filtros que sólo dejen pasar señales de vibraciones que están dentro de la banda de frecuencia determinada.
Sincrónica Subsincrónica
RMS
La banda de frecuencias se determina en función de las revoluciones del motor ejemplo motor de 1000 rpm. Banda
Hz
Figura 2.11
RPM
rev min
min 60
1000
60
17;
Es el ancho o espacio de una armónica a otro, el ancho total en el espectro será. 17 1.000 = 17.000 Hz. En el gráfico vemos que existe armónicas asincrónicas, sincrónicas, y sub - sincrónicas. Las Armónicas sub - sincrónicas son aquellos que están debajo de la primera armónica o armónica natural también denominada frecuencia fundamental son sub- múltiplos fraccionarios de la frecuencia fundamental y representan frecuencias bajas , las sincrónicas son armónicas que tienen relación directa con las revoluciones del motor también llamado frecuencia fundamental son múltiplos enteros, las asincrónicas son armónicas que están por encima de las revoluciones de trabajo y son múltiplos fraccionarios de la frecuencia fundamental . En síntesis, con el análisis de la frecuencia de la vibración se localiza el origen y defectos de los componentes de una máquina o estructuras.
El monitoreo de las vibraciones además de establecer las condiciones mecánicas de las máquinas y otros, también es posible utilizar como una herramienta de control de calidad debido a que, nos permite verificar las condiciones en las que se está recibiendo los equipos reparados o reacondicionados antes de ponerlos a trabajar, vibraciones después de un cambio de rodamientos de una máquina significa mal montado “falta de contacto del rodamiento con su alojamiento o apoyo
Variables de medición según la norma ISO 1000 Magnitud
Unidades
Desplazamiento velocidad aceleración
m, mm, cm m/s, mm/s m/s2
Variables de las vibraciones
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De acuerdo a la norma ISO 2041, se establece como variables de la vibración al Desplazamiento, Velocidad, Aceleración y se las define como sigue.
Desplazamiento. Es una magnitud vectorial que describe el cambio de posición de una onda o energía dinámica de un cuerpo o partícula en función del tiempo con respecto al sistema de referencia. d t
x sen2 ft
Velocidad Es una magnitud o vector que se determina por la derivada del desplazamiento en función del tiempo V dt
f x sen 2 ft / 2 2
Aceleración Es la magnitud que se determina por la derivada de la velocidad en función tiempo. at 2 f
2
x sen2 ft
Estas magnitudes están relacionadas entre sí en términos de Amplitudes, es decir, para ondas Armónicas sus amplitudes se relacionan a través de la frecuencia de la propia onda según la ecuación. V= A/2πf; x = V/2πf; x = A/ (2πf) 2
Ejemplo # 1 Determinar la amplitud de la velocidad y la amplitud de la aceleración correspondiente a una vibración cuyo desplazamiento tiene una amplitud de 254 m pico – pico, a 10Hz de frecuencia. m 0.254 A 2 fv (2 * f ) 2 * x (2 * * 10)2 501 2 pico S 2 A 0.501
m
pico S 2 V 2 * f * x V 2 * 3.014 * 10 *
0.254
7.98
m 2
pico
2 S de 7,98m/s y con una frecuencia de 10 Hz:
7,98 significa que el recorrido de 254 m, se está efectuando a una velocidad
El recorrido de 254 m se está efectuando con una aceleración de 501 m /s 2 pico a una frecuencia de 10 Hz.
Ejemplo # 2 Determinar la amplitud del desplazamiento, de la velocidad, siendo que la aceleración tiene una amplitud de 295 m /s 2 pico a 10 KHz
44
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V
V
2 * 3.14 *10000 4.69
m S
A fv
0.00469
m s
pico
pico
x /(2 * f ) 2
295 (2 * 3.14 *1000) 2
0.074 m pico
0.74 * 2 0.148 pico - pico
Se considera a la Amplitud de la onda y al Desplazamiento dado en m, mm, m, a 1a Velocidad por m/seg., mm/seg. y la aceleración en m/seg2, todo esto en la norma ISO 1000
2.8 Tipos de Vibraciones a) Armónica b) Periódica c) Aleatoria a) Vibración Armónica Conforme se ha indicado gráficamente en la parte conceptual, estas vibraciones constituyen la forma más simple de una onda dinámica y es caracterizada de manera absoluta por la amplitud, la frecuencia, además su caracterización se completa con información de la fase, estos tipos de vibraciones se dan generalmente debido al des balanceo de masas, des alineamientos, solturas mecánicas, excentricidad de ejes, poleas, correas, y es estudiado a través de un radio vector rotativo
con velocidad angular constante, a partir del cual se define, la amplitud y la frecuencia de onda dinámica “ Nro. de ciclos por segundo.”
Espectro de una Vibración Armónica en Función del Tiempo A seguir tenemos la representación espectral de la vibración armónica con su amplitud X en función del tiempo, caracterizada por el movimiento circular de un radio vector que representa la amplitud referida, la misma que gira con velocidad angular constante conforme indicamos anteriormente y describe una curva sinodal.
Figura 2.12 Vibración armónica en función del tiempo
Espectro de una Vibración Armónica en Función de la Frecuencia.
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El espectro de una vibración Armónica en función de la frecuencia nos permite establecer al margen de la frecuencia fundamental, componentes Sub - Armónicas que dan lugar a frecuencias que son Sub. Múltiplos fraccionarios de la frecuencia fundamental; ½ f 0, ¼ f 0, y componentes Asíncronas que son armónicas que se dan a frecuencias mayores a la fundamental y son Múltiplos fraccionarios de la frecuencia fundamental; 1 ¼ f 0, 2 ½ f 0
Figura 2.13
b) Vibraciones Periódicas Espectro de la Vibración Periódica en Función de la Amplitud y la Frecuencia.
Figura 2.14 Estas vibraciones son movimientos que se repiten periódicamente, ejemplo, las vibraciones de un par de engranaje que tenga uno de sus dientes malogrados, se repetirá toda vez que pasa por el diente malogrado, esta vibración es similar a la Armónica que se repite pasado un cierto intervalo finito de tiempo.
c) Vibración aleatoria .- Son vibraciones denominadas erráticas, se caracterizan por un espectro
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que tiene infinitas vibraciones armónicas, y tienen frecuencias en toda la banda del espectro, en consecuencia el espectro estará constituido por infinitas vibraciones armónicas.
Figura 2.15
3.- DES ALINEAMIENTO Se ha establecido que el des alineamiento constituye aproximadamente el 40% de los problemas mecánicos por vibraciones que se presentan en la industria. Conforme se ha indicado el des alineamiento al margen de ocurrir entre los ejes con acoples por el mal montaje de las máquinas industriales, también ocurre entre dos cojinetes, chumaceras, en pares de ruedas dentadas, o en transmisiones por poleas y/o correas, el espectro característico del desalineamiento es de tres armónicas, el trabajo de alineado de ejes, acoples y otros, consiste en cuantificar la variación de las medidas entre las líneas centrales de los ejes, es decir entre la línea central de un eje y el otro, variaciones que son debidas a la mala nivelación del suelo para la instalación de la máquina, si bien los acoples flexibles producen niveles relativamente bajos de vibración esto no impide que estos niveles puedan ser suficientes como para dañar los acoples. Los acoples generalmente se alinean con alienadores láser, consiste en dos espejos que mide el Angulo de retorno de la energía reflectiva, existen otros métodos en el que se utilizan un reloj comparador.
Formas de establecer el des alineamiento .- El des alineamiento se determina midiendo en el plano vertical y en el plano horizontal, si las tres primeras armónicas están presentes en el espectro se supone la presencia de des alineamiento, independientemente de que los niveles de estos estén o no dentro de los niveles permisibles, también es necesario indicar que: 1.- Si las tres primeras armónicas son significativas en las mediciones efectuadas en la dirección horizontal, entonces es muy probable que el des alineamiento esté presente en el plano vertical. 2.- Si las tres primeras armónicas son significativas en las mediciones efectuadas en la dirección vertical, el des alineamiento está presente en el plano horizontal 3.- Si las tres primeras armónicas son significativas cuando las medidas son hechas en la dirección axial entonces es muy probable que el des alineamiento sea angular.
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4.- Si las tres primeras armónicas son significativas en las tres direcciones, entonces el des alineamiento es total.
Figura 2.16 Apariencia espectral del des alineam iento
Las tres armónicas son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental, cuando el des alineamiento es severo salen hasta 10 armónicas. ”La segunda y la tercera armónica no deben superar el 1/3 de la amplitud de la frecuencia fundamental. Es necesario indicar que la frecuencia natural o fundamental depende solamente de la masa, de la rigidez de un sistema o máquina y de las tolerancias de fabricación.
3.1 Des alineamiento en Partes Rotativas Tipos de Des alineamientos a) Des alineamiento paralelo b) Des alineamiento angular c) Des alineamiento combinado (paralelo - angular)
a) Des alineamiento Paralelo: En este tipo de des alineamiento la variación de la línea central de los ejes se cuantifica por la distancia perpendicular entre la línea central de un eje y la misma línea del otro eje. Se corrige moviendo paralelamente una de la máquina.
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b) Des alineamiento Angular:
El deslizamiento angular ocurre cuando las líneas centrales de los ejes forman un ángulo entre sí. Su corrección requiere desplazamiento a través del ángulo formado y traslación paralela.
c) Des alineamiento Combinado: Es el más común de los des alineamientos y es la combinación de los dos tipos anteriores, paralelo y Angular”, se soluciona moviendo el motor y el compresor, esto en el caso del diseño.
4.-DESBALANCE DE MASAS Y ESPECTRO El desbalance y/o equilibrio de masas es otro problema mecánico que nos da vibraciones con amplitud mayor a la frecuencia fundamental siendo este problema del orden del 30% en las industrias. El desbalance generalmente es definido en base de la no coincidencia del eje de rotación y el eje principal o longitudinal de inercia del roto o elemento rodante , este fenómeno se da generalmente por el desequilibrio de masas, la armónica del desbalance es proporcional a la rotación del eje del motor u otro elemento mecánico, siendo este problema mecánico proporcional a la rotación se manifiesta a una frecuencia de 1x RPM del elemento rotatorio des balanceado y consta de una sola armónica.
Tipos de desbalance
Desbalance E stático
Desbalance Dinámico 49
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Es aquel en el que, el eje de rotación esta desplazado paralelamente con relación al eje longitudinal principal o de inercia del rotor, esto se da cuando existe mayor peso en determinado punto del disco o del eje, también se da en la banda de rodado de los vehículos, en este último cuando este peso entra en contacto con la superficie del suelo, la rueda salta. “no garantiza que la, distribución de masa sea uniforme”.
Tratándose de ejes, es cuando el eje longitudinal o principal de inercia del rotor no es interceptado por el eje de rotación y tampoco es paralelo a este, también se da desbalance dinámico cuando existe mayor peso en uno de los lados del disco, rotor o llanta o aro de la llanta, esto provoca vibración. Se corrige balanceando o poniendo pesos a ambos lados del elemento rodante o disco.
Eje principal
Eje principal
Eje de rotación
Figura 2.17
Desbalance dinámico
Desbalance estático
Espectro del Desbalance Estático
Figura 2.18 Los desbalances generalmente se producen por desgaste radial superficial no uniforme, erosiones o cuando el rotor posee una masa concentrada a cierta distancia con respecto al centro de rotación
lo que produce un vector fuerza de cierta magnitud. El espectro presenta una armónica dominante con una frecuencia igual a 1 RPM del rotor, se recomienda para corregir la falla balancear el rotor en un sólo plano (en el centro de gravedad del rotor) con la masa adecuada. Para decidir que si el balanceo será dinámico o estático, en uno o en los dos planos debe tomarse en cuenta la relación L/D de los rotores.
Espectro del Desbalance Dinámico El desbalanceo dinámico ocurre en rotores medianos y largos, es debido principalmente a desgastes radiales y axiales simultáneos en la superficie del rotor. El espectro al igual que el desbalance estático presenta una armónica dominante y otras tres de amplitudes menores a la frecuencia
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superior a 1 RPM del rotor. Se recomienda para corregir la falla balancear el rotor en los dos planos con las masas adecuadas y en las posiciones angulares calculadas con un equipo de balanceo dinámico.
Figura 2.19
Cantidad de desbalance La cantidad de desbalance debe ser expresado en gramos milímetros “g -mm” mediante la fórmula. C d
M d r
Para obtener con precisión es necesaria considerar la masa del rotor y expresar en unidad Relativa de masa dado por
C d Mr
M d r Mr
, debido a que la magnitud de desbalance no es
la misma para una de masa pequeña en reacción en otro rotor de masa grande, con masas grandes se siente más la severidad de la vibración.
Espectro de una holgura Mecánica del eje con relaciona a su cojinete En este tipo de problema mecánico, el espectro de la vibración presentara una armónica en la frecuencia de rotación del eje “frecuencia fundamental” y otra armónica de amplitud menor y a una frecuencia ligeramente menor que la frecuencia fundamental o de rotación. Esta última armónica corresponde a la velocidad con la que el aro interior o cojinete se está moviendo “también llamado como insuficiencia en el ajuste del cojinete con respecto a su alojamiento.
Figura 2.20
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Holgura Mecánica de un rodamiento con respecto a su alojamiento
ESPECTRO
Fondo de ruido
Figura 2.21 Se caracteriza por el elevado fondo de ruido, por lo que, en el espectro se observa que los picos no salen de la base, es un espectro característico de insuficiencia en el ajuste del rodamiento respecto a su alojamiento, “rodamiento suelto”. En el espectro se distingue de forma clara cuatro primeras armonías a la frecuencia de rotación, observándose armónica hasta el orden de 12 como en el caso indicado, se trata de armónicas múltiplos enteros de la frecuencia fundamental y se dan debido a impactos entre elementos rodantes.
5. MEDICIÓN DE VIBRACIONES EN RODAMIENTOS Por lo general para medir vibraciones en rodamientos se suelen emplear instrumentos relativamente simples que auxiliados por un filtro permiten determinar solamente las frecuencias que se quieren medir, lo cual no descarta la aplicación de instrumentos sofisticados y costosos. Considerando que existe tres magnitudes a medir según la norma ISO 1000, para la medición de la vibración en rodamientos es necesario decidir que medir, por ejemplo, los espectros de “desplazamiento” no reflejan la mayor parte de la información relacionada al estado mecánico del rodamiento, ya que este parámetro resalta el contenido energético o la severidad de las vibraciones de baja frecuencia, por otro lado, la aceleración refleja con mayor claridad las vibraciones de alta frecuencia generadas por los defectos del rodamiento, considerándose el mejor indicador para estudiar la evolución del estado mecánico de este elemento, sobre todo, desde la etapa inicial del fallo. No obstante la velocidad muestra una gran versatilidad para la identificación de problemas en rodamientos aun en máquinas de baja velocidad.
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Estructura o pates constructivas de un Rodamiento
Figura 2.22
Frecuencia generadas por los Rodamientos Una maquina cuyos rodamientos presentan defectos pueden generar vibraciones en sus componentes en por lo menos cinco frecuencias:
1. 2. 3. 4. 5.
Frecuencia de operación del rotor Frecuencia de paso de la Jaula Frecuencia de paso por el aro exterior Frecuencia de paso por el aro interior Frecuencia de paso de los elementos rotativos Calculo teórico de estas frecuencias
Frecuencia de paso de la Jaula Fpj
1
d cos d cos Vi1 V e 1 2 D D
Vi = Velocidad de rotación del aro interno Ve = Velocidad de rotación del aro exterior = Angulo de contacto Frecuencia de paso por el aro exterior
n
Fpae
2
Vi V e 1
d cos
D
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n = Número de elementos rodantes Frecuencia de paso por el aro interior
n
Fpai
2
Vi V e 1
d cos
D
Frecuencia de paso de los elementos rodantes
D d 2 cos 2 Vi V e 1 Fper 2 d 2 D Los problemas en los rodamientos generalmente se dan en las pistas, en los elementos rodantes y en las jaulas, o también pueden presentarse como una combinación de estos.
Espectro de la manifestación y evolución de fallas en rodamientos
Aceleración
s
Zona A
Zona C
Zona B
s/ m
200 Hz
500 Hz
2000 Hz
Figura 2.23 Para estudiar cómo evoluciona una falla en rodamientos es necesario definir tres zonas dentro del espectro de vibraciones, debemos comenzar indicando que los rodamientos pueden generar vibraciones en una banda de frecuencias hasta de 2000Hz de manera que este será el límite superior de la frecuencia de los espectros con la que será ilustrada la evolución de la falla en el rodamiento o a través de las tres zonas A, B, C que aparece en el espectro. La zona A del espectro es la zona en la que aparece la frecuencia fundamental y una segunda o tercera armónica, la zona B es la que comienza al final de la zona A y se extiende hasta una frecuencia aproximadamente de 500Hz, a partir de esta frecuencia hasta la 2000Hz queda limitada la zona C. Se ha establecido que el inicio u origen de defectos en el rodamiento generan vibraciones a frecuencias en un rango de 250 Hz y 350 Hz. La presencia de pequeños defectos locales provoca que, cada vez que el elemento rodante pase por estos, genere un impacto que excitara las frecuencias de resonancia, del rodamiento y/o de su
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alojamiento, las frecuencias de resonancia varían de acuerdo con el tipo y la aplicación de los rodamientos.
Causas de fallas en los rodamientos Holgura excesiva.- Las holguras excesivas pueden tener su origen. 1.- En el propio diseño del rodamiento , tolerancias de fabricación del rodamiento y/o de su alojamiento 2.- En el montaje incorrecto de este, ya sea en el eje o en su alojamiento. 3.- Se debe también a la presencia de ciertos agentes corrosivos y/o contaminantes en el lubricante, estas vibraciones se manifiestan en los espectros con bajas amplitudes y ruidos de banda ancha. Sobre Carga.- La sobre carga es un factor muy importante que afecta a la vida útil del rodamiento, para demostrar cuantas horas la sobrecarga reduce la vida útil ilustraremos con el siguiente ejemplo: Sea un rodamiento que está siendo sometido a una carga dinámica equivalente 4358N instalado en un ventilador centrífugo que opera a 2220RPM. El rodamiento instalado posee una capacidad de carga dinámica de 87100N. P
16666 C Vut Horas RPM P
C = Capacidad de carga Dinámica en newton P = Carga dinámica a la que está sometido equivalente en newton p = Exponente del tipo de elemento rodante (3 bolas; 10/3 rodillos) 3
16666 87100 Vut 59933horas 2220 4358 Trabajaría las horas calculadas siempre y cuando estuviera en condiciones normales de operación. Supongamos que el rotor de este ventilador tiene 1200mm de diámetro y que tiene un desbalance equivalente a una masa de 20g ubicado a 600mm del centro de rotación. Considere la masa del rotor 95Kg. Con lo que, el grado de desbalance será:
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Calculo de la cantidad de desbalance “g-mm” md * r 20 * 600 Gd 126.3 M 95 Cálculo de la fuerza dinámica adicional que este desbalance genera en el ventilador 2
2
2 F d M d * W * r M d RPM r 0.02 2220 * 0.6 684 N 60 30 Con lo que estimamos la vida útil real de este rodamiento. 2
p
C 16666 87100 16666 Vut 39542 Horas RPM C d F d 2220 4358 648 3
59933 – 39542 = 20319, Horas de operación perdidas por un desbalance.
Lubricación deficiente.- La ausencia de suficiente lubricación, el exceso de lubricante, el empleo de un lubricante inapropiado o la lubricación a intervalos irregulares , conduce a cambios en la dinámica de funcionamiento del rodamiento , reflejándose estos en el espectro de vibraciones, dándose resonancias en los componentes del rodamiento. Instalaciones deficientes.- Sobre todo en nuestro medio es común cometer errores en el montaje y desmontaje de rodamientos, a menudo se ve el uso de martillos y herramientas inapropiadas para instalar o extraer un rodamiento, o el uso de técnicas inadecuadas como el calentar de forma inadecuada el rodamiento y lograr así un montaje con mayor apriete. Acción de Ácidos.- Los ambientes con alto nivel de humedad donde predominen las sales o donde estén presentes los ácidos o vapores, son ambientes que favorecen el deterioro de las superficies en contacto.
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Falla en la pista interna.-
Figura 2.25 Se da por agrietamiento o erosión del material de la pista interna esto se da por, errores de ensamble , esfuerzos anormales o sobrecargas, corrosión, partículas solidas en el lubricante o lubricación deficiente, estas fallas en la pista interna son identificadas por seis armónicas en el espectro y son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental, siendo los picos predominantes 1f 0 y 2f 0 que se dan a la frecuencia de rotación o los R.P.M. del motor, la frecuencia de la falla interna es medida en dirección radial. Además el contacto metal - metal entre los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo de orden de 1-10 KHz. Establecida esta situación el rodamiento debe ser reemplazado debido a que la falla seguirá incrementándose, antes revise el estado de lubricación del rodamiento rodante.
Falla en la pista externa.- Esta falla se ha identificado como holgura respecto a su alojamiento, por lo que el numero de armónicas que aparecen en el espectro es del orden de 12 y un elevado fondo de ruido que caracteriza el espectro “uso de alojamiento inadecuado”.
Figura 2.26 En síntesis, por todo lo indicado solo entre el 10% y 20% de los rodamientos instalados en el mundo cumplen su periodo de vida útil.
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6.- FRECUENCIA DE ENGRANE d ut il p m A
25000 Hz
Figura 2.27 frecuencia de engrane en transmisiones por engranajes La frecuencia de engranaje se determina multiplicando el número de dientes Z p del Piñón por la velocidad de operación. F eng Vr Zp
150015
22500 Hz
En transmisiones de fuerza por engranajes se genera impactos cada vez que el diente deteriorado engrana, la frecuencia que se genera depende de la velocidad, y del número de dientes del piñón. La excentricidad, la relación de engrane constituye un parámetro sumamente importante que debe ser evaluado a través de la factorización del número de dientes de cada rueda.
Espectro característico de la frecuencia de engrane y frecuencias del piñón conductor y rueda conducida.
Figura 2.28 El espectro mostrará armónicas de 1 y 2 RPM del piñón conductor y de la rueda conducida. Adicionalmente, mostrará bandas laterales alrededor de la Frecuencia de Engrane GMF (Gear Mesh Frecuency), el engranaje se encuentra en buen estado si estos picos de vibración se encuentran en niveles relativamente bajos, está en función a las características de las máquinas o régimen de explotación su manejo requiere personal especializado en la interpretación y obtención de datos.
Fallas en Engranajes “causas” La mayoría de las fallas en transmisiones dentadas que son identificadas a través de las vibraciones, tiene su origen en problemas de excentricidad, montaje deficiente en el árbol, des alineamiento de la propia transmisión, oscilaciones torsionales, desgastes por mala o inadecuada lubricación u
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operación incorrecta, fractura del dentado por sobrecargas, inapropiada relación entre el número de dientes y errores de cilindrada . Los problemas de excentricidad pueden responder a situaciones
de. -
Engranajes con error de cilindricidad Engranajes montados en árboles flexibles. Engranajes cuyos números de dientes tienen como factor común a la unidad y una de las ruedas esta excéntrica.
Es necesario indicar que la presencia de amplitudes altas a frecuencias 1 RPM de la rueda dentada no significa error de excentricidad o error de cilindricidad sino, problema de desbalance.
Desgaste en Diente:
Figura 2.29 Ocurre por operación más allá del tiempo de vida del engranaje, ocurre por contaminación de la grasa o aceite lubricante que circula en la caja de transmisión, cajas de cambio de velocidades o de engrane, montaje erróneo, su espectro se caracteriza por la aparición de dos armónicas laterales de menor amplitud antes y después de la frecuencia natural de vibración (fn) del engranaje defectuoso. El espaciamiento de las armónicas laterales es 1 RPM del engrane defectuoso. Si el desgaste es avanzado hay sobre excitación de la frecuencia de engrane “GMF” los mismos que generan pulsos o armónicas laterales, el periodo de repetición del pulso indica la continuidad de dientes con defectos de grietas, careado o fracturado, para solucionar el problema debe cambiar o rectificar el engranaje (sólo si este no está sometido a grandes cargas y la urgencia lo amerita). Si el desgaste es prematuro inspeccione desalineación en el eje o excentricidad en el engranaje.
7. PROCEDIMIENTOS PARA APLICAR EL MÉTODO VIBRO-DIAGNOSTICO
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La aplicación del método de vibración exige seguir los procedimientos abajo indicados: 1. 2. 3.
4. 5.
Documentación básica del suministrador de la máquina, espectro base, datos específicos. Elección de máquinas sujetas al Diagnostico y análisis predictivo. Definiciones de las unidades de medidas, puntos adecuados estos pueden ser apoyos, o puntos en las que las señales dinámicas o vibraciones mecánicas pueden ser con facilidad captada y puntos críticos, estos puntos a veces ya están indicados, finalmente direcciones para cada elemento mecánico. Familiarización con el espectro y presentación del resultado de la medida, gráfico de tendencias, amplitud total y armónicas. Análisis de niveles de severidad y toma de decisiones.
RESUMEN 1. Todas las máquinas o conjuntos de las maquinas tienen un nivel de vibraciones y ruidos propios que pueden considerarse normales, si estas vibraciones y ruidos aumentan es debido a diferentes problemas mecánicos. 2. El análisis de las vibraciones se hace en función de la frecuencia debido a que, nos informan sobre la naturaleza del problema mecánico e identifican la parte o componente dañado. 3. Las fuerzas que dan lugar a vibraciones son generadas por movimientos alternativos y rotativos de los componentes de las máquinas o equipos, cambiando tanto en magnitud como en dirección a medida que la pieza modifica su posición “las vibraciones son variables en función del tiempo”. 4. Los rodamientos que presentan defectos en su pista y alojamiento, siendo ellos de bolas, de rodillos y los engranajes ocasionan vibraciones de alta frecuencia, producen frecuencias varias veces a las RPM de la parte de la máquina y no son múltiplos de la rotación. 5.- Para el Diagnostico y análisis científico utilizamos instrumentos modernos que nos permite medir diferentes magnitudes y obtener información sobre las condiciones presentes, futuras y pasadas de la máquina o equipo.
8. PROGRAMA DE ANALISIS PREDICTIVO La implementación de programas de análisis predictivo contempla las siguientes etapas: a) Elección de máquinas sujetas al análisis predictivo. b) Medición periódica de las diferentes magnitudes “Monotoreo” c) Identificar los defectos y causas. d) Pronostico del comportamiento en el tiempo de los defectos o fallas. e) Planificación de la intervención o reparación. f) Corrección del problema y eliminación de las causas
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En las páginas siguientes ilustraremos algunas planillas para la recolección de datos de motores y sus respectivas variaciones de desplazamiento y velocidad, consiguiendo de esta manera obtener tabulados los datos del motor o motores, determinando el estado de estos y su posterior fecha de mantenimiento.
FRECUENCIA VIBRACIONAL CPM
z H
z z H
z
z H 6 5 1
8
–
–
m mpr pr
m
m
m
0
0
0
pr
pr
pr 0
1000 1
2
0
6
0
–
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3.
3
0
0 00 0 5 4
5
3 8
H 1 3. 8
0 0
0 3
0
0 0
0 5
1
0 2
0
3
5
0 0 2 1
pr
r pr 0 0
0
–
0
pr 0
0
1 –
0
pr 0
6
0 00 0
0
pr
m
pr 0
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pr
0
0
pr
m
m
6 m
m
–
6
m m p
m
m
0
–
–
m
pr
3
6.
0 6
3 5
1
6
0
3.
H
3
6.
H 6.
H 6.
–
z
3
z
6
6
H
z
6 H
z
z H
0 0
0 00 4 0 0 1
500 400 300 200 100
z
50 40 30 20 10
H 6 6. 1
–
1
0
0
r
m
32.0 mm/s
5 4 3 2
16.0 mm/s 8.0 mm/s
1 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
4.0 mm/s 2.0 mm/s 1.0 mm/s 0
0 m m
0
.2
.5
.1 2
Figura 2.32
5 5 /s
m
m
m
/s
m /s
m 4
0
0
0
pr
61
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DESPLAZAMIENTO (MILLS) Y VELOCIDAD (PULG/SEG) DE VIBRACIÓN SIN A
B
C
D
E
F
G
H
GRAFICO
FECH A PUNT H V A H V A H V A H V A H V A H V A H V A H V A c C c c c Despla. Veloc. Despla. Veloc. Despla. Veloc. Despla. Veloc. Despla. Veloc. Despla. Veloc. Despla. Veloc. Despla. Veloc.
62
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Mantenimiento Industrial y/o Máquinas de Servicios Ing. Fanor Rojas Montaño
FRECUENCIA CAUSAS MÁS EN RPM PROBABLES 1 x rpm Desequilibrio.
2 x rpm
Juego mecánico excesivo.
3 x rpm
Desalineación
Sincrónica (Frecuencia de línea AC) 2 x sincrónica frecuencia Muchas veces la RPM (frecuencia armónicamente relacionada
Problema eléctrico.
OTRAS CAUSAS POSIBLES Y COMENTARIOS 1. Gorrones, engranajes o poleas excéntricas. 2. Eje desalineado o deformado – en caso de alta vibración axial. 3. Correas defectuosas si se trata de rpm de correa. 4. Resonancia. 5. Fuerza recíproca. 6. Problemas eléctricos. 1. 2. 3. 4.
Desalineación en caso de alta vibración axial. Fuerza recíproca. Resonancia. Correas defectuosas si se dé 2 x rpm de correas.
De costumbre se trata de desalineación y juego axial excesivo (soltura) combinados. Menos de 1 x rpm Movimiento 1. Correas de transmisión defectuosas. giratoria del aceite 2. Vibración ambiental. menor de ½ rpm. 3. Resonancia sub armónica. 4. Vibración que late.
Frecuencia elevada (sin relación armónica).
Pulsaciones de torque Engranajes defectuosos. Fuerza aerodinámica soltura mecánica fuerza Reci.
Cojinetes antifricción defectuosos.
Los problemas eléctricos más frecuentes incluyen las barras de rotor rotas, rotor excéntrico fase desequilibradas en sistemas polifásicos, abertura de aire desigual. Problema raro a menos que se excite la resonancia. Número de dientes multiplicado por las rpm del engranaje defectuoso.
Número de palas de ventilador por la rpm. Número de aletas, impulsoras por la rpm podrá darse a 2, 3, 4, o más armónicas, de ser mucha la soltura. 1. Vibración del cojinete puede ser inestable en cuanto a amplitud y frecuencia. 2. Cavitación, recirculación y flujo turbulento provocan vibración, casual de alta frecuencia. 3. Lubricación incorrecta de cojinetes de gorrón (vibración excitada por fricción). 4. Frotamiento.
Síntesis.- Implementar el método de Diagnostico y Análisis predictivo se lo hace en función de las
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características tecnológicas de la empresa y mínimamente se requieren los siguientes instrumentos: -
Un analizador de vibraciones Endoscopio Estroboscopio Termo grafía Industrial o infrarrojo Ultrasonido Rayos X Rayos gamma
9. ELEMENTOS DE MEDICION DE LAS VIBRACIONES 9.1 Transductor de vibraciones. Transductor es un dispositivo que capta la energía de un sistema y suministra energía ya sea del mismo tipo o de otra naturaleza hacia otro sistema, de forma tal que a la salida del transductor aparecen la característica de interés de la energía de entrada. Sin embargo cuando se mide vibraciones con el objeto de diagnosticar problemas en máquinas o estructuras, el análisis se debe efectuar en el dominio de las frecuencias para lo que en forma funcional se emplea un sistema como él a seguir indicado.
pre-amplificador
Sensor Detector indicador
Ma uina
Filtro
Apoyo Figura 2.33
Registrador
La vibración mecánica de la maquina que capta el sensor es recibida y acondicionada, trasformada en términos de amplitud y frecuencia por el llamado pre-amplificador para luego ser leída por el detector indicador que presentara la información de forma digital o analógica. Para ejecutar el análisis por frecuencias es necesario incorporar un filtro y un registrador gráfico, que en operación conjunta con el detector indicador serán los encargados de descomponer la señal vibraciónal, en sus múltiples amplitudes y frecuencias produciendo el conocido espectro de la vibración.
9.2 Transductor de desplazamiento.- Los transductores de desplazamiento son de gran utilidad industrial, ya sea con el objetivo de medir la expansión de la carcasa de una turbina o el movimiento orbital de un eje en su cojinete de desplazamiento, existen varios tipos de transductores de desplazamiento siendo clasificados en tres grupos. a) Transductor de desplazamiento por contacto b) Transductor de desplazamiento sin contacto. c) Transductor de corriente Eddy
a) Transductor de desplazamiento por contacto.- Este tipo de transductor de desplazamiento necesita del contacto físico en la superficie que vibra y su diseño está sustentado por dos enrollados y un núcleo cilíndrico el enrollado primario se energiza a través de una tensión eléctrica alterna con
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amplitud constante y frecuencia de entre 1 y 10 Hz,. Esta a su vez produce un campo magnético en el centro del transductor que induce una señal eléctrica en el enrollado secundario de acuerdo con la disposición del núcleo, la señal de salida del secundario se procesa y luego de ser rectificada y filtrada se cuantifica como una señal directa que puede variar entre 4 y 20 mA en función de la posición del núcleo móvil. Este tipo de transductor es también conocido como el “transductor diferencial lineal variable”, posee su mejor cualid ad en el hecho de que su núcleo es móvil y no hace contacto con otros componentes que pueden absorber energía mecánica, lo cual le atribuye una extensa veta útil y una alta precisión.
Figura 2.34
b) Transductores de desplazamiento sin contacto.- El principio de funcionamiento está en la proporcionalidad que existe entre la capacitancia y la distancia entre las placas de un capacitor, puede ser aprovechada para medir el desplazamiento relativo entre la superficie de la máquina y el transductor. Esta variación se traduce en cambio de la capacitancia del circuito de mediación lo cual se convierte posteriormente en una señal eléctrica aprovechable por medio de diferentes circuitos de detección, el autor ha empleado este tipo de transductor en la determinación de las llamada indentación en cojinetes de rodamientos. c) Transductor de corriente Eddy.- Por otra parte los llamados traductores de corrientes Eddy están siendo muy utilizados para la medición de holguras dinámicas en cojinetes de desplazamiento que combinados adecuadamente permiten analizar o disponer del comportamiento orbital del eje o también pueden ser empleados como detectores de velocidad de potencias. 9.3 Acelerómetro Piezoeléctrico. Consiste en dos placas o pastillas de material piezoeléctrico que cuando comprimida o deformado por fuerzas aparece carga eléctrica en ambas caras, estas cargas eléctricas varían en función del tiempo, son utilizados para sentir las vibraciones mecánicas y convertirlas en una señal eléctrica. El diseño de este dispositivo posibilita obtener una señal eléctrica proporcional a la aceleración de la superficie donde haya sido fijada, este acelerómetro puede ser fijado a la superficie donde se desea efectuar la medición y el análisis de diferentes elementos con pernos de acero, cera de abeja, dependiendo del elemento de fijación empleado se podrá contar con un mayor o menor
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aprovechamiento del rango de frecuencias del acelerómetro durante la medición. Por otra parte es necesario indicar que el montaje con perno de acero se hace para medir vibraciones en una bomba de alta frecuencia, también se emplea para el monitoreado permanente de las vibraciones en máquinas y estructuras. Figura 2.35
9.4 Montaje con cera de abeja Este método de fijación es empleado para realizar mediciones rápidas o cuando no es posible taladrar la superficie de medición o cuando se utiliza acelerómetros que no poseen agujeros roscados en su base.
Figura 2.35
9.5 Puntero Es un elemento que se usa para captar las vibraciones, las lecturas se toman haciendo las mediciones radial y axial, estos acelerómetros también llamados punteros generalmente son utilizados para medir vibraciones en rodamientos cuando a estos instrumentos incluimos un filtro que permite analizar la frecuencia deseada, los acelerómetros tienen cables que no son sensibles a las influencias externas o temperaturas del medio ambiente, por lo que generalmente toleran temperatura hasta de 250°C, encima de estas temperaturas su sensibilidad es alterada. La selección o adquisición de los instrumentos está en función a las características de las máquinas o régimen de explotación su manejo requiere personal especializado en la interpretación y obtención de datos.
10. INFLUENCIA DEL ANALISIS PREDICTIVO EN EL APROVECHAMIENTO DE REPUESTOS A diferencia del mantenimiento preventivo en la que cambiamos piezas por el sólo hecho de haber alcanzado un cierto número de horas de funcionamiento, sin que se presente señales de fallas, con el análisis predictivo optimizamos la utilización de repuestos, permite la programación de la compra de repuestos, sólo para los casos que con certeza se conoce que deben ser reemplazados, esto se hace mediante el diagnóstico técnico-científico del estado mecánico de las máquinas, con lo que se disminuye los costos de repuestos y de almacenamiento.
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11. VENTAJAS DEL ANALISIS PREDICTIVO. 1. Nos permite tener un criterio preciso sobre las condiciones de operación de la máquina. 2. Se tiene mayor rentabilidad, debido a que nos asegura disponibilidad de los equipos, permite la optimización de los costos de mantenimiento, tanto en repuestos como en mano de obra, se cambia solamente las piezas que se requiere y se lo hace de forma adecuada. 3. El mantenimiento predictivo se puede realizar sin parar la producción, planificando en coordinación con el departamento de producción y disponiendo espacios de tiempo que se llaman ventanas de mantenimiento, con este tipo de mantenimiento no existen paradas intempestivas. 4. Nos permite reducir la cantidad de repuestos en los almacenes, nos permite planificar su adquisición y se tiene un stock de repuestos estrictamente necesarios debido a que con el monitoreo continuo se establece el estado real de las máquinas y el tiempo que le resta de trabajo a las piezas y/o partes. 5. Elimina daños secundarios es decir, se cambia oportunamente las piezas antes que afecte a otros componentes del sistema. 6. Se optimiza las reparaciones, “las reparaciones son bien hechas con mano de obra de alta calidad y se usa instrumentos o herramientas adecuadas.
12.- SITUACIÓN DE INAPLICABILIDAD Ante todo un sistema de mantenimiento cualquiera que fuera debe estar económica y técnicamente justificado el objetivo no es su existencia por el solo hecho de existir, al margen del análisis económico y técnico existen casos de inaplicabilidad por diferentes razones, presentándose los siguientes que son los más comunes.
1. Industrias con niveles de operación reducidas a pocas horas o paradas frecuentes. En este caso, existe la posibilidad de realizar inspecciones o reparaciones durante los períodos de paradas sin perjudicar la producción. 2. Máquinas poco conocidas , máquinas en las que es necesario un tiempo razonable para alcanzar conocimiento básico de sus características o experiencias para relacionar señales de fallas. 3. Máquinas donde el operador está en contacto directo durante toda su operación . En este grupo se encuentra las máquinas herramientas, donde el operador tiene todo el conocimiento necesario para detectar fallas y su procedencia. 4. Máquinas riesgosas . Estas se refieren a los casos donde existen situaciones que pongan en peligro al personal que se ocupa de la toma de datos. 13. CRITERIOS EQUIVOCADOS DEL JEFE DE MANTENIMIENTO CON RELACIÓN A LA PROVISIÓN DE REPUESTOS 1. 2.
Contar con un stock grande de repuestos con el fin de garantizar su pronta reparación ante cualquier emergencia, esto significa un alto costo por su baja rotación de los repuestos. Contar con un stock pequeño de repuestos debido al costo que representa la tenencia de estos, este hecho si bien no influye negativamente en la inmovilización económica genera retrasos en las reparaciones y perjuicios en la producción.
La primera alternativa se aplica con mayor frecuencia. Por la necesidad de optar por una mejor alternativa nace el mantenimiento predictivo, que nos permite la programación de compra de repuestos sólo para los casos que realmente será necesario cambiarlo, esto en función de un análisis técnico-científico del estado mecánico de las máquinas.
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14. INFLUENCIA DEL ANALISIS PREDICTIVO EN LA PRESUPUESTO DE MANTENIMIENTO
ELABORACIÓN DEL
Todo presupuesto se realiza en función de objetivos, metas en el caso en función de un objetivo empresarial que es la “rentabilidad”, los parámetros técnicos para la elaboración del presupuesto son: 1. Requerimientos del mantenimiento de producción. 2. Establecer el estado real de las máquinas o instalación industrial, propuesta de inversión o alternativas del tipo de mantenimiento. 3. Analizar los recursos humanos con el que se cuenta para el mantenimiento, “mano de obra, materiales, todo ellos deben estar de acuerdo a las existencias y al tipo de mantenimiento requerido en función a los objetivos empresariales.
Factores que exigen la implementación de técnicas modernas de mantenimiento 1. La presión competitiva a nivel mundial en cuanto a la calidad, precios y productividad “hacer más con menos” por lo que la tecnología en el mantenimiento será o es un recurso importante. 2. El hecho de haberse probado resultados buenos en cuanto a la economía, rentabilidad, aumento de ventas en consecuencia ganancias.
Factores que dificultan su implementación La falta de comprensión cabal de las ventajas competitivas y del ahorro que significa en los costos de mantenimiento y otros, generalmente los gerentes no son técnicos difícilmente se les convence sobre nuevas tecnologías de mantenimiento prefieren derivar recursos para propaganda y mercadeo, tareas afines a su formación, en síntesis gerente de mantenimiento y gerente administrativo tienen criterios diferentes, la falta de comprensión cabal de lo que significa ser una empresa competitiva hace que los recursos sean derivados a tareas de inmediato retorno de lo invertido. Actualmente técnicas avanzadas de mantenimiento son utilizados por grandes empresas que tienen procesos continuos de producción, y de ellos escasamente 30% de nuestro medio por las características de sus equipos y procesos de producción o prestación de servicios, entre ellas ENDE, SEMAPA, LLOYD y la antigua YPFB.
15. CRITERIOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL ANALISIS PREDICTIVO 1. 2.
Debe identificarse la priorización de las áreas que se beneficien con este programa de análisis predictivo. Debe identificarse procedimientos, métodos y los equipos críticos para la implementación del análisis y seguimiento predictivo
Objetivo a Largo Plazo. 1. Asegurar la competitividad acompañando el proceso de desarrollo tecnológico y científico, proporcionar disponibilidad en las instalaciones industriales y/o equipos de prestación de servicios, asegurar calidad a bajo precio, asegurar la rentabilidad, 2. Reducir y eliminar las interrupciones de producción en equipos críticos sin repuestos debido al mantenimiento no programado. 3. Reducir el costo del mantenimiento mediante la utilización al máximo de los recursos de
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mantenimiento, y mantener un stock mínimo de repuestos. 4. Elevar el estatus del departamento de mantenimiento, en cuanto a responsabilidad se refiere.
16 CATEGORÍA DE EQUIPOS CRÍTICOS Categoría uno Son aquellos para los que los repuestos son escasos, y dándose fallas puede ocasionar grandes pérdidas tanto en producción o vidas humanas, que a la vez tienen costos de reparaciones elevadas, y el tiempo de espera para la obtención de repuestos largo. Categoría dos Son aquellos en los que la parada o falla paraliza y restringe severamente la producción entre ellos están: Los equipos que afectan más del 15% dc la planta y los equipos con potencias mayores a 75 HP.
Categoría tres Son aquellos que no intervienen en el proceso productivo, en consecuencia su programación de mantenimiento puede dejar de ser ejecutada.
Resumen de los resultados del mantenimiento predictivo Rentabilidad. Mayores salarios. Inversiones privadas.
Planificación inspección, Detección de fallas Monitoreo Dis onibilidad.
Dep. de mant. predictivo, personal especializado, instrucción en función de las características de las máquinas.
Empresario satisfecho
Capacidad productiva y calidad
Mercado bien atendido y en constante crecimiento
Reducción costo de producción y reparaciones.
ACLARACIONES 1.- Capacidad productiva Se entiende por capacidad productiva, al incremento de la producción, debido a que las condiciones mecánicas de las máquinas estarán siempre en buen estado, en consecuencia se tendrá productos de buena calidad y un mercado consumidor satisfecho.
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2.- Rentabilidad Es función directa de la productividad y la calidad del producto, existiendo producción de buena calidad hay mercado consumidor y existe posibilidad de ampliar la fábrica, posibilidad de incrementos salariales, posibilidad de primas y mayores fuentes de trabajo. 3.- Reducido costo de producción Los costos de producción representan costos del operador, costos de mano de obra normales y extraordinarios, costos de inspección, repuestos, insumos, alquileres e intereses de la inversión. Como quiera que el mantenimiento predictivo permite la planificación de la mano de obra, difícilmente se dará horas extraordinarias, y se tendrá stock de repuestos que obedezca a nuestras necesidades reales.
Resumen: Resultado del Mantenimiento sin Planificación “Fallas Repentinas ”
Consecuencia de las Fallas Repentinas de las Máquinas
Incumplimiento de plazos y cantidad de entrega de los productos.
Interrupción de la producción.
Retraso en la entrega De los Pedidos
Se hace necesario hacer encargos a terceros.
Cliente cancela pedidos futuros.
Pérdida de Mercado
Mano de obra ociosa existe tiempo de espera del personal
Horas extras para Reparar lo más Antes posible.
Como resultado de las fallas repentinas al margen de los perjuicios económicos por la interrupción de la producción suele existir pagos de indemnizaciones a los clientes
Requisitos para que una empresa moderna tenga éxito 1. Las empresas industriales productivas o empresas de servicios modernas al margen del uso de la tecnología en el mantenimiento de forma oportuna con lo que obtienen ventajas tales como rentabilidad, productividad, calidad y competitividad, introdujeron el concepto de mantenimiento estratégico cuyo objetivo es buscar aún mayores ventajas competitivas mediante sistemas modernos de administración “sistemas abiertos o participativo “que consisten en hacer participar a todas las secciones involucradas en el proceso productivo o de servicios. 2. La calidad y el precio de los productos industriales y prestación de servicios caracterizan a
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las empresas modernas y todo lo indicado están íntimamente relacionado con la calidad de los recursos humanos. Las empresas sin importar su género exigen cada vez más recursos humanos actualizados, motivados con capacidad innovadora y comprometida con los objetivos institucionales. El Japón, país que desarrollo el mantenimiento productivo total “cero defectos en los productos acabados” en gran parte tuvo su éxito por la aplicación de su cultura de buenos hábitos “las 5S que son: clasificar, ordenar, limpiar, organizar y autocontrol”.
CAPITULO IV ANALISIS Y CONTROL PROACT IVO 1. NORMA ISO 4406 “INTERNATIONAL STANDART ORGANIZATION” Esta norma nos permite el control de contaminantes en tamaño y cantidad de partículas sólidas en
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Mantenimiento Industrial y/o Máquinas de Servicios Ing. Fanor Rojas Montaño
los lubricantes, y define a una cierta cantidad de partículas mayores a un determinado tamaño con un código. Ej. Un fluido que contiene 1.780 partículas > a 5 μm y 257 partículas > 15 μm tiene el código ISO 4406-18/15.
CUADRO DE VALORES DE LIMPIEZA ISO 4406
>5 m
>15 m
I SO 4406
Sensibilidad
Sistema
2.5
13/19
Súper crítica
160
10
15/11
Crítica
320
40
16/13
Muy importante
1300
80
18/14
Importante
2500
160
19/15
No importante
De alta confiabilidad. Proceso crítico, alto rendimiento, alta precisión, crítico por seguridad. Costos elevados por parada, baja disponibilidad de repuestos. Maquinaria en general, implicación con tiempo de paradas extensión de vida no es crítica. Baja precisión, bajo costo, buena disponibilidad de repuestos, no hay pérdida de producción.
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Cuadro que nos muestra cantidades y tamaños de partículas en un lubricante en función de la sensibilidad de un determinado sistema del equipo, la misma que es función de las tolerancias y precisión con la que son fabricadas las máquinas. El análisis y control proactivo viene siendo desarrollado a nivel mundial como un medio de retroalimentación eficiente al mantenimiento preventivo este análisis retroalimenta con información sobre los tipos de contaminantes metálicos en los aceites lubricantes , exigiendo decisiones correctivas dirigidas a tocar la raíz de las averías y no solamente los síntomas, el objetivo central es de extender o prolongar la vida de cualquier máquina o equipo. Este método consiste en analizar el grado de contaminación de los lubricantes, analiza la presencia de diversos materiales o elementos indeseables , llamados “elementos de desgaste ” estos elementos de desgaste son, hollín, limalla de cobre, de aluminio, de hierro, silicio, combustibles, agua y otros.
Contaminante Tierra Es el elemento que penetra al aceite del motor, sistemas hidráulicos, neumáticos, cajas, transmisiones por engranajes o a las grasas de las articulaciones y rodamientos, penetra por falta de cuidado. 1.- A través de los filtros de aire del motor. 2.- Por las mangueras de admisión y el retén del cuello del Cigüeñal. 3.- Por las conexiones mal ajustadas. 4.- Por el mal manipuleo de los lubricantes, este contaminante se adhiere a la película lubricante y es arrastrado por el fluido a través del circuito y otros, al adherirse como partícula pura de metal raya las paredes internas o forma una masa abrasiva que lija las superficies de contacto, constituyéndose en el elemento de desgaste del interior del motor y otros.
Hollín y Carbón Es proveniente del combustible que no se ha llegado a quemar completamente debido a la mala combustión a consecuencia del desequilibrio en la mezcla que se da muchas veces por la
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Mantenimiento Industrial y/o Máquinas de Servicios Ing. Fanor Rojas Montaño
obstrucción de la entrada del aire “Filtros de Succión”, fallas en las toberas o el ementos dosificadores del diesel, esta mala combustión se caracteriza por el humo negro. Un aceite de alta calidad puede disolver al hollín en el aceite sin causar peligro hasta cierto límite.
Combustible La presencia de éste elemento en el lubrificante hace que la película del aceite pierda la adherencia a las paredes internas, pierda la firmeza necesaria para impedir el contacto de metal contra metal, llevándonos al desgaste excesivo en consecuencia la presencia de limallas de metal en el aceite.
Agua Se tiene a) como subproducto de la combustión generalmente sale por el tubo de escape, se da cuando el motor no alcanza o mantiene su temperatura de funcionamiento o de operación, b) puede también entrar y mezclarse con el aceite del motor cuando la empaquetadura de la culata llega a soplarse, el agua al mezclarse con el Aceite hace perder su capacidad de adherencia y lubricabilidad creando condiciones para el contacto de metal contra metal y la oxidación del aceite y partes mecánicas.
Partículas Ferrosas “Fe” La presencia de partículas metálicas, manifiesta desgaste acelerado o prematuro, el material predominante en la mayoría de los motores puede estar aleado con cromo, níquel, etc. En Sistemas o componentes principales como ser cajas de engranajes, ejes, rodamientos, carcasas, se presenta partículas metálicas puras. Estas partículas ferrosas pueden ser por sobre carga, por aceites degradados o inapropiados. Síntesis, “dependiendo del sistema se presentan diferentes tipos de partículas metálicas”.
2. IMPLEMENTACION DEL METODO DE ANALISIS PROACTIVO La implementación o control de los contaminantes en base al análisis de los aceites y lubricantes se hace siguiendo cuatro recomendaciones básicas: 1.
Estableciendo los niveles de limpieza en cantidad y tamaño de los contaminantes en los fluidos lubricantes para cada máquina, mecanismos o sistemas, esto en función de sus tolerancias o precisión de ajuste entre sus componentes. 2. Seleccionando e instalando elementos de filtrado adicional lo que significa mejorar su capacidad de filtrado existente con lo que se lograría la exclusión de contaminantes a niveles de limpieza deseado. 3. Controlando la operación correcta, evitando sobrecargas que ocasionan desprendimiento o erosión de partículas tales como, limallas o materiales ferrosos, cuidando el manipuleo correcto de los lubricantes y combustibles, planificar cambios oportunos dé los aceites y utilización del aceite adecuado. 4.- Capacitación del personal de operación para que asuman responsabilidades básicas y personal de mantenimiento preventivo Implementado el control proactivo de los aceites es necesario Monitorear su pulcritud, este monitoreo se debe hacerse a intervalos regulares de tiempo para verificar si las metas son alcanzadas, en función de ello ajustar el filtrado o técnicas de exclusión de contaminantes, analizar los tipos de contaminantes y el origen.
2.1 Métodos de monitoreo de contaminantes
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Mantenimiento Industrial y/o Máquinas de Servicios Ing. Fanor Rojas Montaño
La accion o tarea fundamental del analisis proactivo es el monitoreo constante de los aceites y lubricantes, debido a que los niveles de contaminación de estos aceites y lubricantes cambia de forma muy rápida inclusive en cuestión de horas. El monitoreo de estos elementos es importante y se hacía generalmente extrayendo muestras de fluidos en botellas para analizar en laboratorios, este método de extracción de muestras en botellas consecuentemente el análisis en laboratorios actualmente se está abandonando, esto debido al costo y la demora en tiempo, actualmente se está sustituyendo sustituyendo por el análisis en sitio para lo que se utiliza un instrumento portátil portátil junto a la máquina, máquina, en este método método se recibe el fluido directamente de la máquina a través de algún tapón para analizar en el mismo lugar y de forma instantánea. Un instrumento fabricado por la Diagneties llamado Digital Constam-Alert WDCAW es operado por batería y es extremadamente liviano este instrumento consiste en un censor conectado por un cable a un computador manual, durante la prueba el censor es conectado en una apertura especial de la máquina para el diagnóstico que generalmente ya viene previsto, por el que una pequeña cantidad de fluido bajo presión pasa dentro del censor censor y después de un minuto minuto o dos nos muestra el número y tamaño de las partículas en la pantalla del computador.
Este instrumento puede ser utilizado con una variedad grande de fluidos tales como aceites lubricantes de motor, fluidos hidráulicos, fluidos para diferentes sistemas de transmisión, fluidos o aceites para engranajes y otros. Después de cada prueba el mango del censor es presionado lo cual expulsa la pequeña cantidad de aceite o muestra haciendo que el instrumento este nuevamente habilitado para el próximo análisis, los datos del conteo de las impurezas son necesariamente almacenados en el computador identificados con fecha y especificaciones de la máquina, esto a objeto de controlar el resultado del comportamiento futuro de los aceites o las pruebas. Experimentos han demostrado que los fluidos y lubricantes tienen vida indefinida cuando se los protege contra el calor excesivo, humedad, partículas de aire, partículas sólidas, en síntesis, cuando en las máquinas se implementa un programa de control de contaminantes que retroalimente al buen mantenimiento preventivo. Según la experiencia de la NIPPON STEEL un buen control de contaminantes o implementación del control proactivo reduce el consumo del aceite en 33%. Sobre este mismo tema la corporación POLL informa que al mejorar el control de contaminantes o asegurar la pulcritud de los aceites, los intervalos de cambio de los aceites lubricantes pueden ser extendidos por un factor de dos o más veces igualmente los filtros de aceite debido a que los cambios necesariamente deben ser simultáneos.
3. ANÁLISIS DEL TIPO DE PARTICULAS PARTICULAS METALICAS “ESPECTROFOTOMETRÍA” análisis de los aceites, aceites, grasas y otros, por el método de la Método Espectrofotométrico.- El análisis espectrofotometría de absorción atómica consiste en medir la concentración del tipo de partículas metálicas obtenidas en muestras de aceite , este método opera bajo el principio de que, las moléculas o partículas metálicas de diferentes elementos absorben diferentes cantidades de ondas de luz cuya intensidad de estas ondas de luz determinan el tipo de m etal , es decir, el cobre, el
aluminio, el hierro, el cromo, etc., absorben diferentes cantidades de ondas de luz, de esta forma si, la concentración de un determinado elemento se incrementa incrementa se detectará mayor absorción de ondas
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Mantenimiento Industrial y/o Máquinas de Servicios Ing. Fanor Rojas Montaño
de luz. Síntesis.- El espectrofotómetro de absorción atómica mide la concentración de los distintos distintos elementos metálicos de una muestra de aceite en Partes por Millón, Miligramos de partículas metálicas por kilogramos de Aceite luego se efectúa la interpretación correspondiente en base a tablas o gráficos gráficos proporcionados por por la fábrica, de esta forma identificando problemas que no
E ste test test es la forma forma más más ef ef i ciente ci ente de determinar y controlar el desgaste de los distintos componentes de una maquina tales como, motores, transmisiones automáticas, mecánicas, cajas de cambio, diferenciales, sistemas hidráulicos hi dráulicos y otros otros, permitiéndonos tomar las medidas necesarias y evitar daños considerables y por
podrían ser detectados de otra manera manera y sus posibles posibles fuentes. fuentes.
consiguiente reparaciones costosas, dándonos la opción de programar reparaciones antes de la falla evitando evitando de esa esa manera reparaciones reparaciones no planificadas planificadas, este análisis consiste en tomar muestras tomar muestras de aceite periódicamente y debe analizarse siete elementos importantes por muestra.
ALUMINIO. - Indica posible desgaste de pistones y cojinetes en el motor. HIERRO.- Indica desgaste de engranajes, ejes o camisas. CROMO.- Indica posibles desgastes de anillas, cojinetes y en algunos motores guías de válvulas. COBRE.- Indica desgaste anormal de los cojinetes de bronce, discos de la transmisión en equipos pesados. a nticongelante. SODIO.- Indica presencia de anticongelante. PLOMO.- Indica desgaste de cojinetes. SILICIO. - Indica contaminación con tierra. Se recomienda analizar por lo menos tres muestras de aceite para observar la tendencia de desgaste de cualquier componente indicado.
GRÁFICA DE CONTROL DE DESGASTE ELEMENTO: HIERRO 90
).
80
CR TICO
70 P(
P.
M.
60 F
e
ANORMAL
50 C
I
N
40 T
R
A
Figura 3.2 REPORTABLE
30 N
C
E
N
20 C
O
NORMAL
10 0 0
250
500
750
1000
1250
1500 1750
HORAS HORAS DE DE USO USO DE LA M QUINA QUINA
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eficiente del análisis proactivo conseguimos. conseguimos. Conclusión.- Con el apoyo eficiente 1.- prolongar la vida útil de los motores, mecanismos o sistemas cualesquiera que fueran, debido a la reducción de desgaste. 2.- Atacar la raíz de las fallas, con lo que se ha probado que existe ahorros substanciales en lo económico a consecuencia de la prolongación de los periodos de cambio de los aceites, grasas, filtros, repuestos y otros. Lo que nos permite obtener alta disponibilidad disponibilidad y rentabilidad. 3.- Debido a la importancia importancia del control de de contaminantes, en el el futuro las maquinas maquinas tendrán incorporados censores de contaminantes para el analisis proactivo a tiempo real y control de condiciones, igualmente censores de vibración, viscosidad, con lo que se podrá tener un monitoreo completo de la salud de de la maquina encaminándonos al mantenimiento basado basado en la confiabilidad. confiabilidad.
4. TIPOS DE DESGASTES DESGASTES EN MOTORES Y OTROS MECANISMOS Entre las muchas fallas podemos citar: Desgaste mecánico mecánico por fricción, desgaste mecánico por degradación del aceite, por mala operación, desgaste por abrasión. a brasión.
Desgaste Mecánico por Fricción Generalidades. El desgaste mecánico por fricción se da cuando las piezas o superficies superficies están en movimiento movimiento y entre ellas no existe película lubricante con características adecuadas, si las superficies están completamente separados por una película de aceite no hay contacto mecánico, el desgaste de las partes es mínimo y la resistencia al movimiento es originado solamente por la viscosidad del fluido lubricante. En síntesis, se evita el desgaste mecánico por fricción haciendo que las piezas o partes de la maquina en movimiento no estén en contacto metal con metal, por lo que se debe aplicar una película de aceite con propiedades adecuadas como para mantener separado las piezas o partes en movimiento inclusive estando ellas en condiciones adversas de funcionamiento tales como elevada carga, velocidad, temperatura, condiciones en las que baja la viscosidad del aceite y reduce el espesor de la película a un estado llamado Limite o estado en el que la película de aceite se rompe y permite el contacto de metal con metal, siendo muy común darse esta situación entre engranajes hipoidales, transmisiones y otros mecanismos sometidos a elevada presión, en consecuencia tendremos el desgaste por fricción y la aparición de limallas en el aceite.
Situación en las que se da Desgaste en el Motor a) Maquina Parada.-
E
Cojinete
Estando el motor o máquina parada, existe contacto directo por ejemplo entre cojinete y el cigüeñal, a pesar de ello no existe desgaste debido a que, la condición principal es que exista movimiento, en estas condiciones la presión del aceite que en condiciones normales de funcionamiento es la que equilibra la carga es nulo.
Pac
Pac = Presión del aceite
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E = Eje
b) Inicio de Funcionamiento. Si bien la máquina en este estado inicial de funcionamiento arrastra consigo el lubricante, inicialmente funciona en condiciones de lubricación poco favorable, por lo que gran parte del desgaste se produce en este estado, a medida que alcanza su régimen normal de funcionamiento la carga queda soportado por el aceite y el cigüeñal o eje separado de la parte inferior del cojinete.
E
Cojinete Pac
Desgaste Mecánico relacionado con el aceite. La mayoría de las fallas en motores estando ellas en funcionamiento están relacionadas con el aceite lubricante, siendo las causas a) la carencia de lubricación, b) la utilización de aceite inadecuado, c) por la existencia de diferentes tipos de contaminantes sólidos, líquidos y otros, estos últimos permite el agotamiento o degradación del aceite, haciendo que la película del aceite se reduzca al estado llamado limite o estado en la que la película de aceite se rompe permitiendo el contacto de metal contra metal, este efecto produce calor debido a la alta fricción, consecuentemente se da el desprendimiento de limalla pudiendo ocasionar que los cojinetes se agarroten con el cigüeñal o eje. En síntesis se agarrota o Agripa, por lo motivos a seguir indicados
a)
b)
Debido a la dilatación de las moléculas de los elementos mecánicos tales como pistones, anillas, cojinetes del motor se da a consecuencia de las condiciones adversas de funcionamiento de las máquinas “ sobre carga, temperatura de funcionamiento elevada”, aceite degradado en las que se reducen el espesor de la película lubrificante al estado llamado Límite. Debido a la falta de cuidado, utilización de aceites inadecuados , falta de control de los períodos de cambios, a consecuencia se da la degradación del aceite, niveles inadecuados y otros.
Desgaste por Abrasión. El desgaste de las paredes internas de las máquinas y sistemas, cilindros de motores, cojinetes, camisas, anillas, sistemas de transmisión, Sistema Hidráulicos, Neumáticos, y otros, es debido a la abrasión, siendo uno de los mayores responsables, el aire sucio que entra debido al mal estado de los filtros de succión, aire sucio que entra también por las mangueras, abrazaderas y conductos mal ajustados, este aire sucio que se mezcla con el aceite de limpieza de los cilindros en la cámara de combustión y la humedad existente producto de la combustión, lo propio en la cámara de compresión en compresores y a lo largo del circuito de circulación del aceite caso sistemas Hidráulicos, circulación de aire comprimido en circuitos Neumáticos, se transformándose en masa abrasiva que desgasta los elementos indicados, al margen de desgastar obstruye las paredes internas de las tuberías y orificios de las válvulas, por otra parte, desgasta y raya las pistas de los rodamientos, de los cojinetes, de las paredes de los cilindros, los Rotores de Bombas o Compresores etc., siendo uno de los problemas mecánicos más comunes. De acuerdo a investigaciones de la empresa “VICKERS de TRINOVA/AEROQUIP”, es responsable del 90% de las averías, estas partículas son muy pequeñas para ser vistos, en consecuencia son microscópicas, las mismas que ocasionan las averías indicadas.
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Fallas en Cojinetes de cualquier tipo de Motor Las fallas de los cojinetes relacionados con el aceite lubricante se atribuyen generalmente a dos causas. 1. Falta de lubricación, agotamiento del aceite y sobrecarga. 2. Tierra u otras particular en el aceite. Falta de lubricación o agotamiento del lubricante, significa que la película del aceite entre el muñón del cigüeñal y el cojinete es insuficiente causando inicialmente rozamiento entre ambos, a consecuencia desgaste excesivo para llegar finalmente al agarrotamiento del cojinete. La contaminación del aceite ya sea por tierra o elementos de desgaste tales , tales como partículas de tierra, hierro, acero, plásticos, etc. produce abrasión y su resultado es la ralladura de las superficies de los cojinetes y de los muñones
Más motivos del deterioro de los aceites y sus consecuencias. Presencia de Agua. La presencia de agua en los sistemas, motores y estructuras metálicas, puede ser interna o externa , una fuente interna normal es debido a la condensación de vapores de agua producto de la combustión, o por problemas de temperatura de operación y eventualmente por soplado de empaquetaduras, esto no debe exceder de 2%, la fuentes externas que generalmente son en mayores cantidades, se da por la humedad atmosférica, por el contacto directo con el agua y la mala operación todo esto significa un riesgo para el sistema, estructuras y otros dándonos corrosión de las partes mecánicas y el desgaste de los mismos estos se traducen en contaminantes haciendo con que el aceite pierda sus propiedades de lubricación. Oxidación del Aceite.- La oxidación de los aceites seda por la reacción química entre el aceite y el oxígeno del airé, la oxidación se controla mediante aditivos inhibidores sin embargo, existe determinados factores que aceleran el proceso tales como altas temperaturas de operación y ciertos contaminantes como partículas de cobre, al darse la oxidación el aceite disminuye sus cualidades de lubricación, atacando y corroyendo las superficies metálicas . “Los efectos de la corrosión y oxidación son los mismos, desgaste de partes internas de las maquinas”. En síntesis, la oxidación forma ácidos orgánicos “compuestos químicos “que obstruyen los filtros, disminuyen las cualidades de lubricación de los aceites, en consecuencia acelera el desgaste interno de las piezas.
Azufre en el Combustible. Da lugar a la formación de óxidos de sulfuro que combinados con agua condensada forma ácidos, que producen la corrosión de los componentes del motor, además de las contaminaciones indicadas hay también otros factores que contribuyen en la degradación de los aceites, disminuyendo la eficiencia como lubricantes y ellos son:
La baja temperatura del agua en las camisas. La alta humedad Las condiciones de operación “ altas temperaturas” El combustible inadecuado El mantenimiento inapropiado “ cambio de lubricantes en condiciones inadecuadas”
Síntesis.- La adecuada lubricación. * Minimiza la fricción consecuentemente el desgaste. * Evita la corrosión debido a la presencia de agua
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* Reduce el ruido de operación. * Aumenta la vida útil de los equipos y la continuidad en los procesos productivos y de prestación de servicios. * Evita rotura y fallas de las Maquinas. * Retira las partículas de desgaste.
5. SELECCIÓN DE ACEITES DE MOTOR POR SU VISCOSIDAD Generalidades. Previamente debemos indicar que no todos los motores y sistemas de transmisión son iguales, por ejemplo los motores de vehículos livianos son diferentes a los motores de equipos de construcción civil, transporte de carga o de pasajeros y de aplicación industrial a los que se les llama equipos pesados, las transmisiones de engranajes que es común en equipo liviano son diferentes a las transmisiones automáticas o a discos, y, considerando que los aceites para motores deben cumplir muchas funciones tales como: Reducir la fricción entre las piezas móviles a consecuencia el desgaste con lo que se prolonga la vida del motor, conservar limpia las piezas, sellar los cilindros u holguras internas, amortiguar el ruido durante el funcionamiento. Los aceites seleccionados y/o utilizado deben cumplir con especificaciones de acuerdo a recomendaciones del fabricante de las maquinas, sistemas o conjuntos.
En merito a ello la viscosidad SAE. Society of Automotive Engineers, es el elemento más importante a ser considerado para la selección de los Aceite esta viscosidad está en función al rango de la temperatura ambiental del lugar de trabajo de la máquina , tal como se muestra en el cuadro siguientes. En el caso de EQUIPO LIVIANO y SEMIPESADO, ya sea con motor a GASOLINA o a DIESEL, la viscosidad debe ser elegida del cuadro siguiente:
Comportamiento
Motor
Motor a Gas N
Rango de temperaturas ambiente (°C) Mí nima Máxima -20 -20 -20 -15 0 +5 -20
+10 +40 +40 +40 +40 +50 +50
Viscosidad recomendada SAE 10 W SAE 10 W 30 SAE 10 W 40 SAE 15 W 40 SAE 30 SAE 40 SAE 20W 50
Otro elemento importante en la caracterización o clasificación de los aceites de motor es la basada en la descripción de los niveles de rendimiento de cada tipo de aceite, por lo que existe diversos criterios que los caracterizan la calidad de un aceite o su nivel de rendimiento, estos criterios involucra normas o especificaciones establecidas por instituciones fabricantes de Motores, o diversos tipos de elementos mecánicos siendo estos actualizados periódicamente.
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ACEITES UTILIZADOS POR LOS DIFERNTES CONSTRUTORES DE MOTORES
Por el cuadro se establece que la viscosidad del aceite cambia con la temperatura, la letras W significa que los aceites son para uso en temperaturas de ambientes muy bajos , Ejemplo SAE10W40 que también se conoce como aceite para toda estación, es decir para verano e invierno “aceite multigrado o con viscosidad múltiple. Sin embargo es bueno aclarar que la selección de la viscosidad depende también del estado del motor, si este es nuevo o recién reparado la viscosidad deberá ser elegida de la tabla anterior; en cambio si el motor tiene bastante uso tal vez sea necesario incrementar la viscosidad a fin de evitar la pérdida de potencia (debido al sellado deficiente) y el consumo excesivo de aceite.
CONCLUSION, INTERVALOS DE CAMBIO DE LOS ACEITES. A medida que una maquina opera, el aceite se va contaminando y degradando devido al agotamiento de los aditivos y a la accion de los contaminantes, lo que ocaciona que el lubricante pierda sus cualidades gradualmente, Por este motivo es necesario el cambio de aceite a fin de renovar su accion protectora del lubricante, por lo que, la determinacion del intervalo de cambio de los aceites depende de varios factores tales como: Las condiciones de operación La humedad del medio ambiente. La calidad del aceite. De los cuidados y/o monitoreo de los aceites. Los fabricantes estipulan en los manuales de mantenimiento los intervalos de cambio utilizados de los lubricantes en funcion de una determinada clasificacion de servicio API, sin enbargo cada caso es particular devido a la variacion de los factores anteriormente indicados, por lo tanto los intervalos de cambio de los aceites pueden ser mantenidos, extendidos o reducidos. En equipos pesados tales como tractores y equipos pesados estacionarios el intervalo de cambio se mide en horas de operación, ejemplo, Motores 250 horas, Transmisiones 1000 horas, Sistemas Hidraualicos 1000 horas, Mandos finales 2000 horas dependiendo de la procedencia del aceite.
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GRAFICO DE LA VARIACION DE LA VISCOSIDAD DE LOS ACEITES DE TRANSMISION EN FUNCION DE LA TENTERATURA.
Figura 3.4 Viscosidad de aceites para transmisiones de equipo pesado Figura 3.5 Viscosidad de aceites para motores de equipo pesado
Parámetros de selección de los lubricantes. Los parámetros o variables para la selección adecuada de los lubricantes son: 1.- El rango de temperatura ambiental del lugar de trabajo de las maquinas con lo que se selecciona la VISCOSIDAD, SAE Adecuado. 2.-La clasificación mínima de servicio API “ American Petroleun Institute ” exigida en el manual de mantenimiento de la máquina. ”También llamado índice de gravedad” calculado por la fórmula:
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API
141.5
peso.especifico.a.15.56º C
131.5
Cuanto más alto sea el peso específico tanto más bajo será el índice de gravedad API, Síntesis, la clasificación API se refiere a la calidad del aceite requerido por cada tipo específico de servicio , así existen las designaciones APIGL-1, el GL- 6 “designación de servicio” Ejemplo la GL-3 contiene aditivos ligeros de EP (Elevada presión) aplicación en transmisiones de cambio manual y engranajes cónicos – helicoidales. 3.-El numero base total (NBT) del aceite, es un elemento que contrarresta el Azufre del combustible utilizado, este número base total está relacionado con la capacidad que el aceite tiene para neutralizar los óxidos que combinados con el agua forman ácidos minerales derivados del azufre, cloro y plomo, este aspecto solo debe ser considerado en el caso de motores diesel.
CLASIFICACION DE LOS ACEITES BASICOS El API Instituto Americano del Petróleo clasifica los aceites básicos en 5 grupos Grupo I.- Tecnología Tradicional el aceite de este grupo tiene un índice de viscosidad o gravedad de 80-95 y alto contenido de azufre, Nitrógeno y componentes aromáticos, se trata de un producto barato con tecnología obsoleta, se dice que el 98% de los aceites comercializados en Bolivia son de grupo I. Grupo II.- A este grupo pertenecen los aceite de alta calidad el índice de viscosidad de estos aceites esta en el rango de 100- 120, y son libres de contenido de azufre, libres de componentes aromáticos y productos químicos. Grupo III.- Aceites producidos con tecnología Hidro Procesada, trabajan a mayores presiones y temperaturas, son menos volátiles que los del grupo I y II, estos aceites no tienen contenidos aromáticos y substancias livianas, el índice de viscosidad de estos aceites varía entre 120- 140, tienen alto contenido de saturados. Grupo IV.- A este grupo pertenecen los aceites sintéticos y tienen un indicen de viscosidad mayor a 140 hasta 388, punto de fluidez menor a – 60 C, son lubricantes libres de azufre, metal, cera y fosforo, tienen excelente estabilidad térmica, pobre habilidad de disolver aditivos, requiere aditivos para resistir la oxidación. Grupo V.- Son Aceites que no están incluidos en el grupo I, II, III, IV, son libres de azufre, metales, cera y fosforo el índice de viscosidad de los aceites de este grupo es del orden de 120 a 160 , tienen excelente estabilidad térmica, son limpios de residuos, son aceites que dilatan mucho los retenes, son ideales para engranajes con alto porcentaje de resbalamiento, provee protección contra presión moderada sin aditivos, tipo sin fin, no debe ser usado cuando un engranaje tipo sin fin es de aluminio, bronce por presentar grandes desgaste bajo cargas dinámicas.
Resumen de las propiedades de los aceites en función al uso que se les dará. Los aceites de motor deben combatir los productos o residuos de la combustión y los ácidos formados por el proceso de combustión.
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Los aceites para compresores y turbinas tienen que combatir la humedad y evitar la adsorción de gases.
* Los aceites hidráulicos tienen que resistir presiones altas y absorber agua de acuerdo al diseño y la operación de la máquina. * Los aceites de Transmisión de vehículos tienen que resistir altas cargas, lubricar engranajes desplazándose en los sincronizadores en el momento correcto y ser compatibles, con todos los materiales “esto depende del diseño de la car ” * Los aceites para transmisiones de tractor de ORUGAS, PALAS y tractores agrícolas requieren modificador de fricción, a partir del año 1991 el fabricante CAT primero cambio los materiales utilizados en su construcción esto debido al desgaste prematuro de los discos de embrague y emergió el aceite CAT para transmisión de tractores de orugas, palas y cajas automáticas identificado con el código TO- 4, en síntesis, este aceite se utiliza en transmisiones de equipo pesado CAT, KOMATSU, Tractores Agrícolas y también son recomendados para cajas automáticas EULLER esto por las características indicadas “ protección contra el desgaste corrosión, oxidación , para lo que llevan aditivos modificadores de fricción que reducen el desgaste de los discos de embrague y frenos. * Los aceites agrícolas deben ser del grupo II Biodegradables para evitar la contaminación del suelo y el avenamiento de las plantas.
6.
SINTESIS: DE LOS CONTAMINADOS
EFECTOS
DE
ACEITES
Y
LUBRICANTES
Niveles de contaminantes altos en los aceites de las transmisiones, cajas de cambio, Motores, Compresores, Sistemas Hidráulicos, Neumáticos y otros ocasionan los problemas a seguir indicados. 1.- Acelera el proceso de desgaste de los Motores, piezas, conjuntos o Sistemas dándonos fallas prematuras. 2.- Deteriora las propiedades de los lubricantes acortando el periodo de cambio de los aceites, filtros. 3.- Se tiene menor tiempo entre fallas de una determinada pieza, en consecuencia no se tiene continuidad en el proceso productivo de la instalación Industrial o maquinas. 4.- Aumentan los costos de reparaciones que comprende mano de obra, repuestos y otros, afectando notablemente en el costo del producto acabado.
LUBRICANTES VEGETALES Los lubricantes vegetales se caracterizan por ser biodegradables y por su baja viscosidad, estos aceites son capaces de degradarse como mínimo en un 80% en un plazo máximo de 21 días, en el caso de la industria automotriz el consumo de aceite vegetales muy bajo apenas alcanza el 3,5%,lo cual representa una cuarta parte del límite superior estipulado por la ACEA Asociación de Constructores Europeos de Automóviles , que es el 15%, estos aceites se caracterizan por su baja viscosidad por lo que, en el momento de la puesta en marcha del motor circula con rapidez por
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todas las partes internas del motor.
Ventajas de los aceites Vegetales .- Las ventajas más importantes de los aceites vegetales son:
Son biodegradables y no tóxicos. Tienen mayor lubricidad, como fluido en sistemas Hidráulicos sobre pasa las pruebas ASTMD2882 y ASTM 2271. Mayor índice de viscosidad, en algunos aceites es hasta de 223 como en el caso de los aceites de Soya. Elevado punto de inflamación, el cual puede ser hasta de 326ºC, de los aceites de soya, versus 280ºC de los aceites minerales. Provienen de recursos renovables lo que permite garantizar su disponibilidad en el tiempo. Bajo Punto de fluidez, lo que permite que se descongele a menor temperatura de operación
Desventajas más importantes de los aceites vegetales con respecto a los minerales. * Baja resistencia a la oxidación, que se da por la operación a elevadas temperatura, esta oxidación también se da por la reacción química entre el aceite y el oxigeno del aire consecuentemente disminuye sus cualidades de lubricación. Los aceites biodegradables vegetales son fabricados a base de semillas de Colsa, Girasol, Soya, Palma, Maní, Algodón, Coco, Olivo. A la fecha se estima una producción total de 45 Millones de Toneladas Métricas.
Conclusión. El uso de aceites vegetales por parte de la industria y del sector automotriz será cada vez mayor, lo que permitirá eliminar paulatinamente la utilización de los aceites derivados del petróleo, el incremento de su utilización es debido a los requerimientos y/o exigencias de los ambientalistas de que, los aceites lubricantes sean biodegradables y no tóxicos estas propiedades marcara la diferencia entre los minerales y cualquier otro tipo de aceite. En la actualidad los aceites vegetales son de uso casi exclusivo de los países desarrollados y en muy pocos casos se encuentra en la actividad productiva de la América Latina, debido fundamentalmente a la inexistencia o falta de aplicabilidad de normas ambientales más exigentes qué lleven de manera obligatoria a que la industria los utilice, para dar este paso es muy importante que el personal de mantenimiento tenga una buena base en los procesos de la lubricación y del control proactivo de contaminantes. Los estudiosos recomiendan que el orden de utilización de los aceites sea Minerales, Sintéticos y Vegetales.
7.2 Shell Naturelle hf- e “aceite hidráulico sintético biodegradable” Aplicación: Los aceites sintéticos Shell Naturelle – HF – E , son recomendados para su uso en trasmisiones de potencia y sistemas hidráulicos que trabajan en áreas especialmente sensibles, desde el punto de vista medio ambiental “temperaturas altas” también se utilizan en: *Sistemas hidráulicos de equipos o maquinas sometidas a servicios severos y equipos de movimiento de tierra y/o de construcción. * Sistemas hidráulicos de máquinas herramientas. *Cajas de cambio medianamente cargadas donde se requiere un aceite hidráulico con características anti desgastantes.
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Propiedades de los Aceites Hidráulicos Sintéticos Biodegradables Shell Naturelle hf-e. * Fácilmente biodegradables, son rápidamente asimilables por microorganismos generándose como producto final dióxido de carbono y agua. * Tienen excelentes características viscosidad versus temperatura. Tiene mínima variación de la viscosidad ante los cambios de la temperatura de operación, confiriendo verdaderas características multigrado. * Tienen alta estabilidad al cizallamiento o corte de la película lubricante, aseguran una lubricación efectiva y una operación eficiente del sistema. * Tienen excelente protección contra la corrosión de pares de las maquinas, incluyendo materiales no metálicos y materiales de juntas como el viton o nitrilos. * Tienen buena resistencia a la oxidación, resistencia a la formación de productos ácidos generados durante el funcionamiento a altas temperaturas. * Tienen características anti desgastantes bajo todo tipo de operación. * Son insolubles en agua.
7.3 Compatibilidad con aceites minerales Son miscibles con los aceites hidráulicos minerales normalmente utilizados, para que sus propiedades de bio degradabilidad no se alteran, se recomienda drenar el sistema y limpiar antes de realizar el cambio. Debido a sus propiedades detergentes el cambio al aceite Shell Naturelle HF- E, exige que los depósitos que se hubieran utilizado en los que se formaron óxidos durante el funcionamiento con el aceite hidráulico a base de minerales deben ser limpiados o depositados en los sistemas de filtrado, por lo tanto los filtros se deben inspeccionar constantemente.
Precauciones Shell Naturelle HF – E, no es adecuado para su utilización en motores. Durante el mantenimiento se deben utilizar recipientes diferentes y limpios para el llenado del Shell Naturelle HF- E, también deben tomar precaución para evitar la entrada de humedad en el fluido tanto el almacenamiento y el funcionamiento. La temperatura del aceite en el depósito no debe ser superior a 90ºC y para conseguir su máxima vida en el servicio la temperatura de funcionamiento debería ser de aproximadamente de 55 ºC
8. COMPARACIÓN DEL MÉTODO DE DIAGNOSTICO Y ANALISIS PROACTIVO CON EL METODO DE DIAGNOSTICO Y ANALISIS PREDICTIVO O VIBRODIAGNOSTICO El análisis proactivo cuyo fundamento o sustento es el análisis de contaminantes en los aceites nos da, una información efectiva o una primera alerta de fallas en las máquinas por ejemplo. El tipo de limalla que se encuentra indica que una determina pieza o mecanismo de la máquina está en proceso de desgaste, por la presencia anormal de las partículas en el fluido concluimos el grado de desgaste, la presencia cada vez mayor de partículas metálicas es indicador indiscutible que una determinada avería está en proceso. Igualmente nos permite concluir sobre el estado de la máquina, en esta instancia es que se relaciona al método de diagnostico y análisis de vibraciones o
vibro diagnostico El método predictivo por algunos llamado mantenimiento por condiciones es amplio por utilizar muchos métodos y técnicas y se aplica a cada uno de los componentes de la maquina o instalación industrial, nos indica las condiciones mecánicas, eléctricas, térmicas en la que se encuentra la instalación industria o maquinaria y se encontrarán en el futuro, “identifica la parte o componente que se está dañando o la que está dañado para lo que utiliza diferente tipos de instrumentos
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sofisticados.
9. TIPOS DE MONITOREOS 1. Monitoreo de vibraciones “ Método vibro diagnostico” Determina el estado mecánico de las máquinas, con este método mediante el análisis de la frecuencia y la magnitud de las vibraciones se determina el estado de las máquinas y el desarrollo de las fallas pudiendo predecir él tiempo de trabajo de las mismas.
2.- Monitoreo de la variación de Temperaturas “Método termo grafico”.- monitorea el calor emitido por las superficies de un cuerpo permitiéndonos establecer las variaciones de temperatura en el funcionamiento de los equipos y/o instalaciones eléctricas, nos permite determinar puntos críticos o los potenciales problemas a raíz de las variaciones de temperaturas. 3.- Monitoreo de contaminantes “Método proactivo” Actualmente se hace mediante monitores portátiles siendo el objetivo conforme se ha indicado establecer el nivel de contaminación tanto en cantidad, tamaño y tipo de partículas existentes en los aceites y lubricantes, es un proceso que retroalimenta el mantenimiento preventivo para obtener niveles de limpieza deseados en función de las tolerancias o precisión con la que son Fabricadas, las máquinas o sistemas.
4.- Monitoreo de la viscosidad de los aceites “Método Tribologico” Este método nos permite evaluar la condición de tres parámetros fundamentales y ellas son, la condición o reacción química de los aceites, la contaminación y el desgaste. Cada uno de estos parámetros nos proporciona la información necesaria para evaluar la integridad del aceite consecuentemente la condición de la máquina. Para evaluar la condición química del aceite puede emplearse varias herramientas que van desde pruebas sencilla de campo como la coloración, el olor o la prueba de gota, hasta pruebas con instrumentos para análisis en planta y en laboratorio que evalúan la viscosidad, la oxidación, la perdida de aditivos, el número de acidez y el número de neutralización. La contaminación solida puede evaluarse de manera cualitativa en campo mediante membranas patrón de nivel de limpieza, y de manera cuantitativa mediante modernos instrumentos de conteo de partículas, los cuales dan resultado un código de limpieza de acuerdo con la norma ISO 4406, que evalúa la cantidad de partículas por milímetro en tamaños mayores de 4, 6 y 14 micrones, este tipo de instrumentos se puede usarse en planta y en laboratorio.
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CAPITULO V MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD “RCM” 1. CONCEPTO DE CONFIABILIDAD La confiabilidad es el tiempo pre - establecido que trabajan las máquinas o instalaciones industriales en buenas condiciones, también se define la confiabilidad como la capacidad de una instalación industrial o equipos que realicen sus funciones de la manera prevista, por lo que, el mantenimiento centrado en la confiabilidad no es un u otro método o técnica de mantenimiento, es análisis de peligros, es análisis de las consecuencias del peligro, son recomendaciones y exigencia a los ingenieros de mantenimiento . En síntesis, son decisión tales como “qué hacer, como hacer,
cuando hacer” que debe convertirse en acciones dirigidos a evitar o minimizar las consecuencias de las fallas o peligros, consecuencias que pueden ser pérdida de productividad, pérdida de recursos humanos, perdida de materia prima, máquinas u otros. La confiabilidad es responsabilidad, 1.- Del departamento de mantenimiento y a la vez es función de la calidad de recursos humanos, 2.- De las condiciones de operación, 3.- De los repuestos utilizados, 4.- De las especificaciones técnicas del diseño, 5.- De los procesos de fabricación y calidad de materia prima utilizada. En síntesis, es función de la ingeniería básica , es decir, deben ser diseñadas máquinas para reducir a un mínimo el mantenimiento y tolerar fallas, debe prever accesibilidad para el fácil mantenimiento, debe ser diseñado para permitir reparaciones con la menor cantidad de manipulaciones, debe ser diseñado máquinas industriales o diferentes equipos con alta confiabilidad, sobre todo en las piezas de interface. Actualmente los ingenieros de mantenimiento por sus conocimientos de las.
a) Condiciones de trabajo de las maquinas. b) De la interacción entre las máquinas. c) De los esfuerzos o puntos críticos de las maquinas o sistemas. Son parte importante del departamento de diseño y procesos de fabricación, en determinadas maquinas la confiabilidad debe ser de tal orden que dispense el estudio de factibilidad económica para implementar el mantenimiento preventivo, predictivo u otros, como en el caso de los aviones, generadores de energía de hospitales, o de los ascensores de edificios, la quiebra de cualquiera de estos pone en peligro la vida humana, en estos casos justifica altas inversiones, planificación adecuada y control del mantenimiento para que la confiabilidad alcance valores próximos al 100%. Se incluye también en estos grupos, a equipos cuyas paradas no previstas interrumpe el proceso productivo con grandes pérdidas de materia prima, pérdida de productividad y a maquinas cuyas piezas o repuestos son difíciles de ser obtenidos. Las estadísticas gubernamentales de EE.UU., establecieron que la mayoría de los accidentes de plantas industriales y empresas aéreas tuvieron origen en el mantenimiento y en la falta de adecuada familiarización del ingeniero y/o operadores con los equipos o instalaciones industriales, por lo que, se gastaron ingentes sumas de dinero para
el desarrollo del mantenimiento basado en la confiabilidad, para otros estudiosos llamado
R.C.P “Programa de control y manejo de riesgos” a seguir se indican algunos Ejemplos de accidentes, que se estableció y tuvieron origen en el mantenimiento. 2.500 muertos en un accidente en Bhopal, India. Todos a bordo mueren cuando se estrella un avión comercial en Colombia. 28 muertos y $us. 232M en pérdidas en una planta petroquímica en el Reino Unido.
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23 muertos, $us. 750M pérdidas en instalaciones industriales, y $us. 700M perdidas en ventas en una planta industrial en Houston, Texas, EE.UU. 7 muertos y más de $5B en pérdidas con el accidente del explorador espacial Space Shuttle Challengr en EE.UU. Según estadísticas gubernamentales de EE.UU. hay más de 350 accidentes con residuos tóxicos por año en EE.UU., y en los años 1991 y 1992 solamente 15 accidentes en plantas industriales costaron más de $us. l B en equipos industriales perdidos (Weiss, 1995). Casi todos tuvieron influencia en el mantenimiento. En el año 1985 EE.UU. gastó más de $us. 200B en mantenimiento de plantas y equipos (NASA, 1998). Ejemplo de fallas catastróficas por diversos motivos
Cuando rehusamos cañería u otros elementos viejos porque queremos ahorrar dinero sin considerar que por el trabajo y en muchos casos por la inclemencia del tiempo ha existido fatiga, oxidación, corrosión, en síntesis alteración de la estructura molecular del material y con ello su resistencia, por lo que estos elementos o cualquier otro repuesto ya no es confiable. Hemos reparado equipos después de una falla, este elemento vuelve a fallar o la falla se repite en otro equipo que interactúe con el anterior, no se sabe ¿por qué? “no se investiga el origen de la falla”.
Un obrero abre una válvula bajo presión lentamente porque cree que puede controlar el flujo del gas, “ factor recurso humano, desconocimiento de los peligros” o esfuerzo que se genera al aumentar el área de apertura. Una válvula cerrada falla porque el fluido no es compatible con las piezas blandas de la válvula, “motivo, materiales tales como O’rings, retenes inadecuados en su fabricaci ón o no se adaptan para las condiciones del fluido” y a las condiciones de trabajo, “Presión y Temperatura”. Hemos tenido una falla insignificante que resultó con consecuencias catastróficas, “ falta de conocimiento del proceso y sus reacciones o peligrosidad del ambiente de trabajo ”, ejemplo, reacción química por fuga de gases que dé lugar a una explosión.
2. PASOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL MANTENIMIENTO BASADO EN LA CONFIABILIDAD a) b) c)
Obtención de información. Control y Manejo de Riesgos. Mantenimiento.
a) Obtención de la Información.- El Ingeniero de mantenimiento debe saber identificar las posibles fallas o peligros de fallas y sus consecuencias, con esa Información debe diseñar programas de mantenimiento en la que se haga uso “solamente los recursos físicos y humanos necesarios”. b) Control y Manejo de Riesgos .- El programa de Control y Manejo de Riesgos, nos permite analizar el comportamiento de las instalaciones Industriales y/o o maquinarias de prestación de servicios, con este análisis establecemos cuales podrían ser las fallas o peligros de fallas, riesgos o consecuencias más importantes, también nos permite establecer cuáles son los puntos críticos y situaciones peligrosas que se debe evitar, no solo a nivel de equipos o interrelación de equipos, sino
también a nivel de todo el sistema de producción, que involucra operadores, ingenieros y el entorno a la planta, pensando que si una parte del sistema no funciona bien puede afectar al resto de la planta, en función de ese análisis el ingeniero debe desarrollar e implementar programas de
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mantenimiento y soluciones utilizando solamente los recursos estrictamente necesarios evitándose de esta forma situaciones desastrosas consecuentemente elevadas pérdidas o costos de operación. En síntesis, el programa de control y manejo de riesgos “R.C.P” controla fallas a nivel de todo el sistema de producción evitando que situaciones aparentemente de poca importancia se conviertan en situaciones graves y muy costosas de forma rápida.
3. PASOS PARA IMPLEMENTAR EL CONTROL Y MANEJO DE RIESGOS Definir objetivos El primer paso es definir los objetivos del programa. Para hacer eso tenemos que saber hasta qué nivel de seguridad se precisa llegar, el autor indica que, obviamente, el Space Shuttle puede ser súper seguro pero nunca volar. NASA tuvo que decidir a priori cuales eran los riesgos aceptables y cuáles no lo eran. A seguir lista de objetivos.
Lista de objetivos
Saber hasta qué nivel de seguridad se precisa llegar. Identifica cuáles son los riesgos más importantes para la empresa. Evaluar los riesgos y priorizarlos. Desarrollar soluciones prácticas y rentables para controlar los riesgos. Tener un sistema que verifique a los controles. Tener un proceso documentado para usar como parte de un programa de certificación ISO9000.
Describir y conocer el funcionamiento de los componentes o elementos del Sistema En este paso de la implementación del mantenimiento basado en la confiabilidad o el “RCP” nos vemos obligados, a) a saber describir la instalación Industrial y/o Maquinas, b) conocer el funcionamiento de las Instalaciones Industriales y/o máquinas, c) conocer el desarrollo de los procesos de producción Industrial y/o de prestación de servicios, d) conocer la interacción de las maquinas en el proceso, muchos ingenieros no le dan la importancia necesaria, creen que es trivial no entienden o no se dan cuenta que todos los elementos del sistema están inter-relacionados, esta interrelación aumenta la posibilidad de averías en las maquinas. Ejemplo, si llega tarde o se corta la provisión de la materia prima posiblemente tendría que parar una línea de producción. También el conocimiento de la interacción les permite a los ingenieros planificar el método de mantenimiento adecuado y la adquisición de repuestos, identificar piezas claves que necesitan mucho tiempo de anticipación para su obtención y evitar que la falla sencilla empeore o paralice el sistema productivo. En síntesis. 1.- Si el ingeniero conociera el funcionamiento de las instalaciones Industriales, las condiciones en las que funciona, los esfuerzos a la que están sometidas las maquinas del sistema o proceso productivo, si conociera las reacciones químicas, térmicas del proceso fácilmente identificaría los puntos críticos del proceso, peligros, sus consecuencias y la necesidad de las piezas claves que se precisan almacenar. 2.- Si el ingeniero conociera la interacción de las maquinas en un proceso productivo automático en serie sabría que sí, falla alguna maquina posiblemente tendría que parar una o toda la línea de producción. 3.- Los ingenieros conociendo los puntos anteriormente indicados planificarían el tipo de mantenimiento adecuado, los recursos humanos adecuados, y se anticiparían a la adquisición de los repuestos estrictamente necesarios con lo que se evitaría paralizaciones o se comprometa otras
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partes del sistema.
DIAGRAMA DEL CONTROL Y MANEJO DE RIESGOS Definir objetivos Describir el sistema Identificar peligros Análisis de peligros Evaluación de riesgos Control de peligros Verificación de controles ¿Acepta el riesgo?
Manejo de riesgos
No
Modifica el Sistema
Si Acepta el riesgo y documentarlo Revisar periódicamente el sistema
Proceso de Control de Riesgos
Síntesis, como resultado del conocimiento del funcionamiento de las maquinas o instalaciones Industriales, del conocimiento de los procesos de producción y la interacción de las maquinas del sistema, tenemos la posibilidad de intervenir oportunamente y solucionar cualquier falla o variación relacionado al funcionamiento del sistema en diferentes escenarios . Dando un
ejemplo, el autor vio una situación aparentemente de poca importancia convertirse en una situación grave y muy costosa rápidamente. En una planta de procesos, la gerencia contrató a una empresa extranjera para modernizarla. Una de las empresas contratistas, instaló un nuevo sistema de control automático muy moderno pero no entrenó gente en la planta para reprogramar la informática. Cuando la planta tuvo problemas en su fuente de materia prima quería seguir con la producción a un nivel mucho menor. No sabía cómo reprogramar la informática para cambiar el proceso para escenarios no comunes. La documentación de la informática era pobre y en un idioma extranjero. Finalmente, a gran costo, tuvo que traer a un experto del extranjero para resolver el problema. Si hubiera identificado la posibilidad de una situación así de antemano, hubiera podido evitar el alto costo. También, sabemos que en una planta industrial grande hay peligros, unos más importantes que otros. Los peligros críticos son aquellos cuyos riesgos podrían ser altamente perjudiciales por lo que uno tendría que controlar. El sistema no solo incluye las partes mecánicas y eléctricas, sino también las partes como: equipos primarios y redundantes de operación, ambiente de operación, el operador humano, y el medio ambiente.
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¿Cómo es más común reaccionar a una falla? resolverla y después seguir con la operación de la planta como antes, el Ingeniero no tiene la oportunidad de analizar todo el sistema y verificar que la falla en la máquina quizá fue creada en otra máquina o parte del proceso. Si el ingeniero pudiera analizar las interacciones de sus equipos y cómo caben dentro del proceso de manufactura podría identificar a los puntos flojos y enfocar sus recursos limitados en puntos flojos o críticos, o cambiar el proceso para que sea más rápido evitar la falla o amortiguar sus consecuencias.
Accidente de Chernóbil El accidente de Chernóbil acontecido en la central nuclear cercana a dicha ciudad de Ucrania el 26 de Abril de 1986, ha sido el accidente nuclear más grave de la historia, siendo el único que ha alcanzado la categoría de nivel 7 (el más alto) en la escala INES. Aquel día, durante una prueba en la que se simulaba un corte de suministro eléctrico, un aumento súbito de potencia en el reactor 4 de la Central Nuclear de Chernóbil, produjo el sobre calentamiento del núcleo del reactor nuclear, lo que termino provocando la explosión del hidrógeno acumulado en su interior. La cantidad de material reactivo liberado, que se estimó fue unas 500 veces mayor que la liberada por la bomba atómica arrojada en Hiroshima en 1945, causó directamente la muerte de 31 personas, forzó al gobierno de la Unión Soviética a la evacuación de unas 135.000 personas y provocó una alarma internacional al detectarse radiactividad en diversos países de Europa septentrional y central. Además de las consecuencias económicas, los efectos a largo plazo del accidente sobre la salud pública han recibido la atención de varios estudios, aunque sus conclusiones son objeto de controversia, en lo que coinciden es que, miles de personas afectadas por la contaminación han sufrido o sufrirán en algún momento de su vida efectos en su salud, tras prolongadas negociaciones con el gobierno ucraniano, la comunidad internacional financió los costos del cierre definitivo de la central, completado en diciembre de 2000. Desde 2004 se lleva a cabo la construcción de un nuevo sarcófago para el reactor.
La central Nuclear. La central nuclear de Chernóbil (Central eléctrica nuclear memorial V.I. Lenin) se encuentra en Ucrania, 18 Km. al Noroeste de la ciudad de Chernóbil, a 16 Km. de la frontera entre Ucrania y Bielorrusia y a 100 Km. al norte de la capital de Ucrania, Kiev. La planta tenia cuarto reactores RBMK-1000 con capacidad para producir 1.000 MW cada uno, durante el periodo de 1977 a 1983 se pusieron en marcha progresivamente los cuatro primeros reactores; el accidente frustró la conclusión de otros dos reactores que estaban en construcción. Se estableció que el diseño de estos reactores no cumplía los requisitos de seguridad que en esas fechas ya se imponían a todos los reactores nucleares de uso civil en occidente . El más importante de ellos es que carecía de estructura de contención.
El núcleo del reactor estaba compuesto por un inmenso cilindro de grafito de 1.700 t, dentro del cuál 1.600 tubos metálicos resistentes a la presión alojaban 190 t de dióxido de uranio en forma de barras cilíndricas. Por estos tubos circulaba agua pura a alta presión que al calentarse proporcionaba vapor a la turbina de rueda libre. Entre estos conductos de combustible se encontraban 180 tubos, denominados “barras de control”, compuestos de acero y boro que ayudan a controlar la reacci ón en cadena dentro del núcleo del reactor.
Posibles Causas del accidente En agosto de 1.986, en un informe enviado a la Agencia Internacional de Energía Atómica, se
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explicaban las causas del accidente en la planta de Chernóbil. Este reveló que el equipo que operaba en la central el sábado 26 de Abril de 1986 se propuso realizar una prueba con la intención de aumentar la seguridad del reactor. Para ello deberían averiguar durante cuánto tiempo continuarían generando energía eléctrica las turbinas de vapor una vez cortada la afluencia de vapor, las bombas refrigerantes de emergencia, en caso de avería requerían de un mínimo de potencia para ponerse en marcha (hasta que se arrancarán los generadores diésel) y los técnicos de la planta desconocían si, una vez cortada la afluencia de vapor, la inercia de la turbina podía mantener las bombas funcionando. Para realizar este experimento, los técnicos no querían detener la reacción en cadena en el reactor para evitar un fenómeno conocido como envenenamiento por xenón. Entre los productos de fisión que se producen dentro del reactor, se encuentra el xenón (Xe), un gas muy absorbente de neutrones. Mientras en reactor está en funcionamiento de modo normal, se produce tantos neutrones que la absorción es mínima, pero cuando la potencia es muy baja o el reactor se detiene, la cantidad de 135 Xenón aumenta e impide la reacción en cadena por unos días, cuando en 135 Xenón decae es cuando se puede reiniciar el reactor, los operadores insertaron las barras de control para disminuir la potencia del rector y esta cayó hasta los 30 MW, con un nivel tan bajo los sistemas automáticos detendrían el reactor y por esta razón los operadores desconectaron el sistema de regulación de la potencia, el sistema refrigerante de emergencia del núcleo y otros sistemas de producción. Estas acciones, así como la de sacar de línea el ordenador de la central que impedía las operaciones prohibidas, constituyeron graves y múltiples violaciones del reglamento de Seguridad Nuclear de la Unión Soviética. Con 30 MW comienza el envenenamiento por xenón y para evitarlo aumentaron la potencia del reactor subiendo las barras de control, pero con el reactor apunto de apagarse, los operadores retiraron manualmente demasiadas barras de control, de las 170 barras de acero al boro que tenía el núcleo, las reglas de seguridad exigían que hubiera siempre un mínimo de 30 barras bajadas y en esta ocasión dejaron solamente 8, c on los sistemas de emergencia desconectados, el reactor experimentó una subida de potencia extremadamente rápida que los operadores no detectaron a tiempo. A la 1:23, cuatro horas después de comenzar el experimento, algunos de la sala de control comenzaron a darse cuenta de que algo andaba mal, cuando quisieron bajar de nuevo las barras de control usando el botón de SCRAM de emergencia (el botón AZ-5 “Defensa de Emergencia Rápida 5”), estas no respondieron debido a que posiblemente ya estaban deformadas por el calor y las desconectaron para permitirles caer por gravedad. Se oyeron fuertes ruidos y entonces se produjo una explosión causada por una nube de hidrógeno dentro del núcleo, que hizo volar el techo de 100 t del reactor provocando un incendio en la planta y una gigantesca emisión de productos de fisión a la atmósfera.
Causas Hay dos teorías oficiales, pero contradictorias, sobre la causa del accidente. La primera fue publicada en agosto de 1986 y atribuyo la culpa, exclusivamente, a los operadores de la fábrica. La segunda teoría fue publicada en 1991 y atribuyo el accidente a defectos en el proyecto del reactor RBMK, especialmente en los haztes de control. Ambas teorías fueron apoyadas por diferentes grupos, inclusive los proyectistas de los rectores, personal de la planta nuclear Chernóbil y el gobierno, algunos especialistas independientes ahora creen que ninguna teoría estaba completamente correcta. Otro impórtate factor que contribuyó con el accidente fue el hecho que los operadores no estaban informados sobre ciertos problemas del reactor, esto es coincidente con la primera teoría. De acuerdo con uno de ellos, Anatoli Dyatlov, el proyectista sabía que el reactor era
peligroso en algunas condiciones de operación. Se dice que intencionalmente se omitió esta información. Esto contribuyó para el accidente, una vez que, la gerencia de la instalación o central nuclear era compuesta en gran medida de personal no calificado en RBMK: El director, V.P.
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Bryukhanov, tenía experiencia y entrenamiento en fábrica termoeléctrica a carbón. Su ingeniero jefe Nikolai Fomin, también vino de una fábrica convencional. El propio Anatoli Dyatlov, ex ingeniero jefe de los reactores 3 y 4, solamente tenía “Alguna experiencia con pequeños reactores nucleares”.
Características • El reactor tenía una fracción de vacío positivo peligrosamente alto, dicho de fo rma simple, esto significa que si burbujas de vapor se forman en el agua de resfriamiento, la reacción nuclear se acelera, llevando a la sobre velocidad sino hubiera intervención, peor con carga baja, este coeficiente o vacío no era compensado por otro factores, los cuales hacia el reactor inestable y peligroso .los operadores no tenían conocimiento de este peligro y esto no era intuitivo para un operador no entrenado. • Un defecto más significativo del reactor era el proyecto de los haztes de control. En el reactor nuclear haztes de control son insertadas en el reactor para disminuir la reacción. Sin embargo, en el proyecto del reactor RBMK, las puntas de los haztes de control eran hechas de grafito y los extensores (las áreas finales de los haztes de control por encima de las puntas, midiendo un metro de largura) eran huecas y llenas de agua, mientras el resto de la hazte la parte realmente funcional que absorben los neutrones y por lo tanto para la reacción era hecha de carbono- boro. Con este proyecto cuando los haztes eran insertados en el reactor las puntas de grafito desplazaban una cantidad del resfriador (H2O). Esto aumenta la tasa de fissáo nuclear, una vez que el grafito es un moderador de neutrones más potente. Entonces en los primeros segundos después de la activación de los haztes de control, la potencia del reactor aumenta, en vez de disminuir, como deseaban. Este comportamiento del equipamiento no es intuitivo (al contrario, lo esperado seria que la potencia comenzara a bajar inmediatamente), y principalmente no era de conocimiento de los operadores •
Los operadores violaron procedimientos, posiblemente porque ellos ignoraban los defectos de proyecto del reactor. También muchos procedimientos irregulares contribuyeron para causar el accidente . Uno de ellos fue la comunicación ineficiente entre las oficinas de seguridad (en la capital
Kiev) y los operadores encargados del experimento en aquella noche. El informe de la Comisión del Gobierno, publicado en agosto de 1986, los operadores removieron por los menos 204 haztes de control del núcleo del reactor (de un total 211 de este modelo de reactor). El mismo guía o manual prohibía la operación del RBMK-1000 con menos de 15 haztes dentro de la zona del núcleo,
Identificar peligros o fallas. Identificar a los peligros o fallas es sumamente importante, toda vez que, es muy difícil controlar consecuencias catastróficas si no se ha identificado cuales son los peligros o fallas que en una maquina o sistema podrían causar consecuencias catastróficas, la idea es identificar a la mayor cantidad de peligros creíbles. Creíble, quiere decir un peligro posible pero no necesariamente muy comprobable, por ejemplo, inundaciones sería creíble en zonas bajas como plantas al lado del mar o un río, pero quizás no creíble en zonas altas.
Análisis de Peligros. Después de identificar a los posibles peligros e implementar sistemas de control, el ingeniero tiene que analizar “si los peligros ya están controlados o no”, y evaluar el riesgo asociado con ca da peligro y relacionarlos con la habilidad que el sistema tiene de controlar o mitigar las consecuencias. El análisis de los peligros es una técnica para determinar la relación causa consecuencia de un peligro en el funcionamiento del sistema . La técnica determina si el peligro
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tiene consecuencias catastróficas o no, también, ayuda a identificar qué peligros precisan más análisis, más adelante el lector estará informado de los métodos más comunes para el análisis de peligros.
Evaluación de Riesgos Con los peligros identificados, el siguiente paso es evaluar el riesgo asociado con cada peligro y relacionarlos con la habilidad que el sistema tiene de controlarlo o mitigar la consecuencia, riesgos es la combinación de la probabilidad (o sea, la frecuencia con la que ocurre una falla mecánica en una maquina o sistema y la consecuencia o severidad del peligro. Una pregunta es ¿si el peligro es
probable, y cuál es la probabilidad? La segunda pregunta es ¿si ocurre cuánto daño resultará?, las dos preguntas son muy importantes porque uno podría tener un peligro muy frecuente, como pérdida de electricidad, pero si no afecta a ninguna máquina importante entonces las consecuencias son mínimas, pero también podría darse lo contrario, uno podría tener un peligro de falla con riesgo catastrófico pero con una probabilidad muy baja. Un ejemplo sería que si una serie de varias válvulas tendría que fallar simultáneamente abiertas, para que el proceso de oxidación de ciclo hexano ocurra demasiado rápido. La consecuencia es una reacción química exotérmica, resultando en una explosión. Aunque es muy improbable que todos fallen simultáneamente, el ingeniero tendría que analizarlo y evaluar el riesgo de ocurrencia. La evaluación de los de riesgos ayuda al ingeniero a priorizar la solución de los peligros, identificando con mucha precisión donde enfocar sus esfuerzos y recursos para controlar los riesgos, sería demasiado costoso analizar cada máquina, o cada pieza a un nivel muy profundo. Y
aun haciendo eso no garantiza que va a controlar todos los peligros importantes en consecuencia los riesgos, pero si, el ingeniero aplica sus recursos limitados solamente donde va a controlar los peligros más importantes, estaría invirtiendo dinero solamente donde rendiría más beneficios y evitando gastar en soluciones con pocos beneficios.
Control de Peligros Con los riesgos identificados y jerarquizados el ingeniero tiene que controlar los peligros o fallas. Hay dos clases de control: controles de ingeniería y controles de gerencia. Los controles de ingeniería se hacen en los equipos y son dirigidos a mitigar las consecuencias. Dos ejemplos de controles de Ingeniería son, válvulas de de seguridad o descarga de un sistema de amoniaco y tanques a presión, relees de control de motor para controlar la velocidad en un horno rotativo. Controles de gerencia, son controles de la organización, decisiones que la empresa debe adoptar a nivel organizativo. Un ejemplo, autorización para la implementación de un programa de control de riesgos, la configuración de dibujos técnicos. Otro ejemplo seria que el jefe de producción reuniera en un panel a los miembros de las diversas divisiones de la planta y discutan sobre los riesgos a la producción, las modificaciones planteadas antes de implementarla. Para controlar los peligros es preferible usar el plan de reducción de peligros creado por NASA ( Nacional Aeronáutica and Space Administración 1993) ella es muy útil en cualquier industria . La reducción de peligros es secuencial y funciona así: Si uno tiene un peligro la forma preferible de controlarlo es diseñarlo “afuera” del sistema, o sea, sacar el peligro del sistema. Por ejemplo, si el peligro es que un horno rotativo gire demasiado rápido, uno podría sacar a este peligro del sistema cambiando el motor que gira al horno, o, que no tenga suficiente fuerza para girarlo más de lo requerido. O sea; sería físicamente imposible girar más de lo debido. Si uno no puede diseñar al peligro “afuera” del sistema, el siguiente paso sería usar dispositivos de seguridad que controlen el peligro, algunos ejemplos son: válvulas limitadoras de presión o descarga para controlar la presión, fusibles en un circuito electrónico para controlar sobre cargas de
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los cables. Si los dispositivos de seguridad no son suficientes para controlar al peligro se puede usar señalización que advierta que están en momento de emergencia. Alarmas de contra incendio o señalización de alta temperatura son dos ejemplos. Finalmente, si todo eso no es suficiente se puede usar entrenamiento y procedimientos especiales para los trabajadores. Es importante notar que en el orden de la reducción de peligros, el último recurso es depender del procedimiento correcto del operador humano. La razón de que, un control humano es el último paso es debido a que, hay probabilidad mucha más alta que el operador se equivoque a que falle un sistema de control.
Verificación de Controles Según experiencia del autor, es necesario verificar que los controles realmente controlen el peligro o que el control este en el proceso, no siendo así son causas para no poder evitar o mitigar las consecuencias catastróficas de una falla. Muchas veces la empresa cree que resolvió el problema cuando no lo han solucionado. Por ejemplo. La nave espacial Space Suttle NASA entre sus muchos equipos integrados dispone una plataforma de metal de 30 metros de largo, un metro de ancho, pintada de amarillo brillante. Una vez cuando levantaron de la posición horizontal a vertical, escucharon el choque de la plataforma dentro del compartimiento. No verificaron el control de sacar la plataforma antes de alzar la astronave en forma vertical.
Aceptar al Riesgo y Documentarlo Este paso es sumamente importante. Con un buen programa de control de riesgos el ingeniero está obligado a decidir si un riesgo es aceptable o no (antes de que ocurra una falla con consecuencias catastróficas). Por ejemplo, en las plataformas de perforación de petróleo en el mar, el costo de pérdida de producción por día es de un millón de dólares. Si el riesgo de una parada es alto, la empresa de producción debe controlarlo y no aceptar el diseño o la operación así como está. “Las maquinas deben ser diseñados con alta confiabilidad”, si el riesgo es bajo, no sería muy rentable modificar el sistema porque el costo de introducir los cambios de ingeniería serían demasiados altos con pocos beneficios. Como todos ya saben, la norma ISO-9000 requiere mucha documentación de los procesos de operación o producción. También el programa de manejo de riesgo requiere documentación. Es realmente importante para la planta mantener documentación correcta debido a que se usara mucho o atendiendo exigencias establecidas por la ISO-9000. La gerencia de una planta y/o gerente de producción puede consultar la documentación antes o para la modificación del proceso sin hacer otra inversión en otros estudios. La documentación también sirve para optimizar el proceso de producción.
Revisar Periódicamente el Sistema El proceso de manejo de riesgo tiene que ser en cadena cerrada. La gerencia y jefes de ingeniería tienen que revisar periódicamente el programa de manejo de riesgo, los procesos de ingeniería, y los procesos de gerencia de la planta. Así se mantiene la planta en el punto más eficiente. Los cuadros definen los criterios para clasificar la categoría de un peligro. En el primero describe la severidad de las categorías del peligro resultando de una falla. Entonces, se entiende por falla catastrófica al peligro que nos ocasiona pérdida total de la planta, muerte, etc. Y un peligro insignificante resulte de una falla o peligro que no afecta al sistema en forma negativa. Por ejemplo, si explota un tanque bajo presión, y si hay posibilidad de muerte o pérdida del sistema, entonces sería una Categoría 1. Hay que recordar que un peligro y las consecuencias o riesgos no dependen solamente del estado
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del equipo sino también del contexto de su operación, su ubicación. Si el tanque está ubicado en un lugar lejos de personal u otros equipos, con operaciones de tele comandos, y la pérdida del tanque no detiene la producción ni ocasiona muertos, entonces el peligro podría ser crítico y no catastrófico. Determinación de la severidad de peligros Descripción peligro
de Categoría
Catastrófica
I
Crítica
II
Marginal
III
Insignificante
IV
Definición Muerte de personal, pérdida del sistema o daño ambiental severo. Herida severa, daño mayor al sistema, o daño al medio ambiental. Herida menor, daño menor al sistema, o daño menor ambiental. Menor de una herida menor, o daño menor al sistema o daño menor ambiental.
El cuadro indica niveles cualitativos de la probabilidad de un peligro. Muchas veces es difícil, determinar con certeza la probabilidad cuantitativamente por falta de información adecuada. Sin embargo esto no debe impedir al uso de analizar a los riesgos. Por eso, es muy común usar descripción cualitativa. El índice del peligro es la probabilidad de que ocurra durante un período definido. Niveles cualitativos de índices de peligros Descripción* Nivel
Elemento Individual Específico
Flotilla o inventario**
Frecuente
A
Probable
B
Ocasional
C
No probable
D
Improbable
E
Muy probable que ocurrirá Pasa continuamente frecuentemente Ocurrirá muchas veces en la vida del Ocurrirá elemento. frecuentemente Probable que ocurra durante la vida del Ocurrirá varias veces elemento. No es probable que ocurra durante la vida No muy probable que del elemento que es posible. ocurra pero es razonable esperar que ocurra Tan improbable que se puede suponer No es probable que que no ocurrirá durante la vida del ocurra pero posible. elemento.
* Definiciones de las palabras descritas pueden ser cambiadas basadas en la cantidad de elementos. ** El tamaño de la flotilla o inventario tiene que ser definido. Hay que notar que en ambos cuadro no se habla de fallas. La razón es porque nos interesa más el
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resultado de una falla. Enfocando más en las consecuencias ayuda muchísimo para no perder recursos en rectificar fallas con poca importancia. La definición de riesgos es la intersección de la severidad de un peligro con la probabilidad de que ocurra, el cuadro, es la confluencia de los dos cuadros anteriores. También está incluida frecuencia de falla en términos cuantitativos. Entonces, analizando un conjunto de equipos el ingeniero puede determinar la severidad de un accidente (por ejemplo, catastrófico). Después calcular (o estimar) la frecuencia del peligro que llega a ser tan severa para ser catastrófica. Esa combinación le da un índice de riesgo alfa-numérico. Como se ve abajo, el criterio de decisión del riesgo le indica si es aceptable o no para la empresa. Las frecuencias cuantitativas listadas en el siguiente cuadro pueden ser cambiadas según el criterio de la empresa. Si uno quiere controlar mucho más al índice de frecuencia uno podría achicar al rango de probabilidad.
Matriz de Asesoramiento de Riesgo Indice de peligro
frecuencia
(1) (2) del Catastrófica Crítica
(A) Frecuente (x>10- ) (B) Probable (10- >x>10- ) (C) Ocasional (10- >x>10- ) (D) No probable (10- >x>10- ) (E) Improbable (10- >x)
1ª 1B 1C 1D 1E
2ª 2B 2C 2D 2E
(3) Marginal
(4) Insignificante
3A 3B 3C 3D 3E
4ª 4B 4C 4D 4E
El siguiente cuadro ayuda al ingeniero porque le da un método para comparar peligros muy distintos para saber cómo jerarquizarlos. La matriz muestra la relación entre el índice de riesgo y que decisión la gerencia va a tomar para resolverlo. Por ejemplo, un peligro que es frecuente pero con una severidad de la categoría 4 – insignificante – resulte en un riesgo aceptable con revisión de la gerencia. Por eso, es importante definir el criterio de decisión del riesgo antes de analizar al sistema. También, uno no debe cambiar al criterio en medio del análisis y evaluación del riesgo. Si uno lo cambia en medio del análisis los resultados serían inconsistentes y el ingeniero no va a poder comparar y jerarquizar a los riesgos para saber cuáles son importantes para resolver primero.
Matriz de Decisión del Riesgo Criterio de Decisión del Riesgo. Indice de riesgos No aceptable. para operaciones inmediatamente y resolver 1A,1B,1C,2A,2B,3A No deseable. Decisión formal de alto funcionario para aceptar riesgo o no. 1D,2C,2D,3B,3C 1E,2E,3D,3E,4A,4B Aceptable con revisión de la gerencia. Aceptable sin aprobación de la gerencia. 4C,4D,4E 98
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El Secretario de Defensa en EE.UU. hizo una encuesta con empresas americanas que aplican un programa de manejo de riesgos y encontraron los resultados siguientes (Hoffman, 1994). Tiempo de desarrollo y producción de un producto bajo 60%. Tiempo de producción disminuyó 10%. Tiempo total del proceso disminuyó 46%. Reducción de defectos de manufactura 87%. Rendimiento mejoró 4 veces. Índice de fallas bajo 83%. Cambios de diseño y dibujos técnicos bajó un factor de 15. Reducción de almacenaje de producto 60%. Reducción de chatarra 87%.
4. CONCLUSIONES CONFIABILIDAD.
DEL
MANTENIENDO
BASADO
EN
LA
Después de ver que es un programa de control de riesgos, es lógico que el ingeniero se pregunte. ¿Qué tiene que ver con el mantenimiento? La respuesta está en la figura de abajo. Si la planta ya tiene un buen programa de control de riesgos entonces es fácil integrar un programa de ingeniería, o en otras palabras un sistema de mantenimiento basado en la confiabilidad. Ver la figura Interacción de la Ingeniería de Mantenimiento.
Interacción de la Ingeniería de Mantenimiento. Requerimiento del Usuario Ingeniería de Proceso
Consideraciones del Diseño
Consideraciones Operacionales Producción Consideraciones Manufactureras
Consideraciones Maq. - Herramientas
Diseño
Operaciones
Consideraciones de Seg. y Calidad
En la figura se puede ver la interacción entre el diseño de la máquina, y la línea de producción. Para tener mayor rendimiento en su línea de producción es imprescindible que la ingeniería de mantenimiento sea parte del proceso de diseño. Se ve claramente en la figura que las varias consideraciones de mantenimiento son partes del proceso del diseño y de la producción de la planta. Si se hacen mantenimientos después de terminar el proceso de diseño “si el diseño no se lo hace con alta confiabilidad” uno no puede optimizar su proceso de producción y mantenimiento .
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Cálculo de la confiabilidad. CF
T . E . P . T . E . P . T . P . M .
T.E.P. = Tiempo que la máquina funciona en forma continua después de su mantenimiento o reparación, en consecuencia seriedad en el cumplimiento de servicios o cumplimiento de contratos de producción. T.P.M. = Tiempo de paro de la máquina, es función de la espera de repuestos para encarar la reparación o mantenimiento espera de recursos humanos sino se planifica adecuadamente, esta espera también podrá ser por trabajos a terceros o mano de obra especializada, siendo este tiempo diferente al tiempo efectivo de reparación.
5. OTROS CONCEPTOS UTILES EN LA ING. DEL MANTENIMIENTO Calculo de parámetros para evaluación gerencial Los informes gerenciales deben tener la característica de ser condensados y específicos de todas las áreas bajo su responsabilidad, siendo estos Informes tales como costos de mantenimiento en relación a la producción, costos de capacitación, costos de mantenimiento por facturación, inmovilización de repuestos y otros como ser:
Tiempo promedio entre fallas Es la relación entre el producto del número de ítems por sus tiempos de reparación y el número total de fallas detectadas en esos ítems en el período observado. T . P . E . F :
NIT * TR
NTFDITS
NIT = Número de Ítems. TR = Tiempo de reparación. NTFDITS = Número total de fallas detectadas en esos ítems en el período observado.
Tiempo promedio para reparaciones Es la relación entre el tiempo total de reparaciones correctivas en el conjunto de ítems y el número total fallas detectadas en esos ítems en el período observado. T . P . P . R.
TTHRC NTFC
TTHRC = Tiempo total en horas de reparaciones correctivas del conjunto. NTFC = Número total de fallas detectadas en el conjunto
Tiempo promedio para fallas Es la relación entre el tiempo total de operación de un conjunto de ítems no reparables y el número total de fallas detectadas en esos ítems en el periodo observado
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T . P . P . F
HROP NTMC
HROP = Tiempo total de reparación del conjunto de ítems
NTMC = Número total de fallas detectadas en el conjunto.
Tiempo promedio entre mantenimientos preventivos Es la relación entre el producto del número de ítems por sus tiempos de operación en relación al número total de intervenciones programadas en el período observado. T . P . E . M . P .
NOITS * HROP
NTMP
Tiempo promedio para el mantenimiento preventivo Es la relación entre el tiempo total de, operación en el conjunto de equipos y el número total de intervenciones preventivas efectuadas en esos equipos en el periodo observado. T . P . E . M . P .
HREMP NTMP
Disponibilidad del equipo o máquina Es la relación entre la diferencia del número de días de trabajo de cada máquina, considerando 24 horas de trabajo por día calendario y el total de horas de mantenimiento preventivo, correctivo y otros en la máquina considerada, y el número de horas calendario en el período considerado . DISP
N º H . D.T . T . H . MAN . 100 N º H . D.T .
La disponibilidad del equipo representa el porcentaje del tiempo que los equipos quedan a disposición del departamento de operaciones para la producción industrial.
Rendimiento de los equipos . Es la relación entre el tiempo total de horas operadas por cada equipo, y la suma de esas horas operadas más el tiempo de mantenimiento de esos equipos, de donde viene. RDEQ
HROP
HROP HTMN
* 100
Ese índice también puede ser calculado por la diferencia entre la unidad y la relación entre las horas de mantenimiento y la suma de esas horas con las de operación de los equipos.
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OBJETIVOS DEL RCM O MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD
Aumentar la disponibilidad de las instalaciones industriales y/o equipos de prestación de servicios Disminuir costos de operación y Mantenimiento Mantener a las instalaciones industriales y/o equipos de prestación de servicios con su máxima capacidad productiva. Obtener calidad de los productos y/o servicios prestados a bajo costo. Analiza todas las posibilidades de fallas de un sistema, desarrollando mecanismos que tratan de evitarlos. Determina una serie de acciones que permiten garantizar una alta disponibilidad de la planta.
7. ACCIONES PREVENTIVAS DEL MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA CONFIABILIDAD “RCM”
Aplicar tareas de mantenimiento, que establezca un plan de mantenimiento acorde a la planta. Establecer procedimientos operativos, tanto de producción como de mantenimiento. Introduce modificaciones o mejoras en la planta. Define de una serie de acciones formativas realmente útiles y rentables para la empresa. Determina el stock de repuestos y recursos humanos estrictamente necesarios para afrontar el mantenimiento de una forma más sostenible. Determina fallas funcionales y fallas técnicas de las instalaciones industriales y/o equipos de prestación de servicio.
Proceso de análisis del RCM Durante el proceso de análisis dentro la implementación del RCM, se deben contestar las siguientes preguntas, preguntas que debe formularse y responder el ingeniero de mantenimiento basado o centrado en la confiabilidad.
¿Cuáles son las funciones y estándares de funcionamiento en cada sistema? ¿Cómo falla cada equipo y cada sistema en su conjunto? ¿Cuál es la causa de cada falla? ¿Qué consecuencias tiene cada falla? ¿Cómo puede evitarse cada falla? ¿Qué acciones tomar si no es posible evitar una falla?
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CAPITULO VI
MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL “T. P.M” El P.T. M inicialmente nación en la Nippondenso Co. Ltda. Empresa proveedora de elementos mecánicos al sector automotriz, nació con el significado de“ Total Menber Par disipación”, participación de todas las personas en el proceso de mantenimiento preventivo, posteriormente fue difundido por el Institute of plant Mantenance del Japon (JIPM) Su objetivo fue la de lograr la eliminación de las llamadas 6 grandes pérdidas del proceso productivo manteniendo las instalaciones industriales y/o equipos de prestación deservicios en condiciones de su máxima capacidad productiva y de alta calidad al mínimo costo, esto significa sin paradas no programadas con lo que se obtendría la eliminación de las 6 grandes pérdidas que son:
Cero Avería y defectos atribuibles al mal estado de las instalaciones industriales/o equipos de prestación de servicios. Cero Tiempos Muertos. Cero Defectos atribuibles a un mal Estado del Equipo o Instalación. Cero Pérdidas de Rendimiento Debido al Estado Defectuoso del Equipo o Instalación Industrial. Cero perdidas por velocidades de operación reducidas. Cero perdidas por marchas en vacio, por espera y detenciones menores
El TPM que no es otra cosa que estrategias que nos lleve a un mantenimiento que aporte a la máxima productividad para lo que, como estrategia se vio la necesidad de integrar el departamento de mantenimiento y el departamento de producción con lo que se mejoraría la productividad y la disponibilidad. Para otros, todo esto significa modelo de gestión de mantenimiento en la que se involucra a toda la empresa tomando cuatro principios fundamentales. Creación de una cultura corporativa dirigida a la obtención de una Eficiencia Global Implementación del sistema de gestión para la producción, que facilite la información de pérdidas antes que ocurran. Implementación del MANTENIMIENTO PREVENTIVO como medio básico para alcanzar el objetivo de CERO PERDIDAS. Aplicación de sistemas de gestión para todos los aspectos de producción, incluyendo diseño, desarrollo, ventas y dirección.
En síntesis, para el mantenimiento productivo total una maquina parada, una maquina averiada o maquina que no trabaje al 100% de su capacidad o maquina que fabrican productos defectuosos están en situación intolerable. IMPLEMENTACION DEL TPM COMO ESTRATEGIA EN EL MANTENIMEINTO Desde un punto de vista práctico, implementar el TPM o las estrategias para obtener productibilidad y cero defectos en una organización industrial, significa que, el mantenimiento preventivo planificado este perfectamente integrado a la producción. Vale decir que, determinados trabajos de mantenimiento sean transferidos al personal de operación y no sientan al equipo como algo que otros deban reparar, sino, sienta el operador al equipo como suyo y que tiene que cuidar . Actualmente las empresas están estableciendo existe tres niveles y ellos son:
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El nivel del operador , que se ocupará de tareas de mantenimiento operativo muy sencillas, como limpiezas, ajustes, vigilancia de parámetros de funcionamiento y la reparación de pequeñas averías, la implicación del operador en tareas de mantenimiento logra que este comprenda mejor la maquina e instalaciones que opera, sus características y capacidades, su criticidad, ayudando al trabajo de grupo, y facilita compartir experiencias y aprendizajes mutuos, y con todo esto se mejora la motivación del persona a lo que llamamos mantenimiento autónomo.
Nivel de técnico integrado. Dentro del equipo de producción hay al menos una persona de mantenimiento que trabaja conjuntamente con el personal de producción, es uno más de ellos, esta persona resuelve problemas, para lo que se necesiten mayores conocimientos, la persona está allí cerca, no es necesario avisar a nadie o esperar. El repuesto también está descentralizado para cada línea de producción, inclusive para cada máquina, en síntesis, se tiene cerca lo que se requiere.
Nivel de intervenciones mayores . Para revisiones o intervenciones mayores que generalmente son programadas y consisten en desmontajes complicados, ajustes delicados, etc., se cuenta con un departamento de mantenimiento no integrado en la estructura de producción y es la que correspondería al tercer Nivel. Con el objetivo de implementar nuevos modelos que aporten a la máxima productividad y calidad se introdujo las 5s como estratega para obtener la calidad total, surgió a partir de la segunda guerra mundial, y su aplicación fue sugerida por la Unión Japonesa de Científicos e Ingenieros como parte de un movimiento de mejora de la calidad, sus objetivos principales era eliminar obstáculos que impidan una producción eficiente, lo que trajo aparejado la higiene y seguridad durante los procesos productivos. El Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM), para llegar PTM desarrolló el método o estrategia de las 5s y estableció que, para que se tenga éxito en su aplicación era necesario que los recursos humanos operadores y técnicos sean capacitados esto significa implementar en ellos una cultura de mantenimiento preventivo autónomo.
Resumiendo, las 5s son estrategias que traducidas en acciones significa modelo de calidad y productividad y ellas vienen expresadas con cinco palabras japonesas que comienzan con S, cada palabra tiene un significado importante, que nos lleva a la creación de un lugar digno y seguro donde trabajar. Estas cinco palabras son: Seiri “Clasificar” Seiton “Orden” Seiso “Limpieza” Seiketsu “Limpieza estandarizada” Shitsuke “Disciplina” Seire o clasificar, significa eliminar del área de trabajo todos los elementos inmisarios o que no se requieren para realizar nuestra labor, con este pensamiento eliminamos todos los elementos que molestan, quitan espacio y estorban, ya que estos perjudican el control visual, impiden la circulación por las áreas de trabajo, inducen a cometer errores en el manejo de la materia prima y en numerosas oportunidades pueden generar accidentes en el trabajo. Resumiendo, el Seire consiste en:
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Separar del sitio de trabajo las cosas que realmente sirven de las que no sirven. Separar lo necesario de lo innecesario para el trabajo rutinario. Mantener lo que necesitamos y eliminar lo excesivo. Separar los elementos a emplearse de acuerdo a su naturaleza, uso, seguridad y frecuencia de utilización con el objetivo de facilitar la agilidad en el trabajo. Organizar las herramientas en sitios donde los cambios se pueden realizar en el menor tiempo posible. Eliminar informaciones innecesarias y que nos pueda conducir a errores de interpretación o de actuación.
BENEFICIOS DEL SEIRE * Nos da visión completa de las áreas de trabajo permitiéndonos observar el funcionamiento de los equipos, maquinas, observar las salidas de emergencia, logrando que las áreas de trabajo sean más seguras. * Nos permite establecer los espacios útiles en la planta y oficinas. * Nos permite reducir los tiempos de acceso al material, documentos, herramientas y otros elementos de trabajo. * Nos perite mejorar el control visual del stocks de repuestos y elementos de producción, carpetas con informaciones planos etc. * Nos permite eliminar las pérdidas de producción o elementos que se deterioran por permanecer un largo tiempo expuesto en un ambiente no adecuado. * Nos permite preparar las áreas de trabajo para el desarrollo de acciones de mantenimiento autónomo, ya que se puede apreciar con facilidad los escapes, figas y contaminaciones existentes en los equipos.
SEITON - ORDENAR El Seiton consiste en colocar los elementos que hemos clasificado como necesarios de modo que se puedan encontrar con facilidad, una vez que hemos eliminado los elementos innecesarios, se define el lugar donde se deben ubicar aquellos que necesitamos con frecuencia, identificándolos para eliminar el tiempo de búsqueda y facilitar su retorno al sitio una vez utilizados. El seiton nos permite.
Disponer de un sitio adecuado para cada elemento utilizado en el trabajo de rutina para facilitar su acceso y retorno al lugar. Disponer de sitios identificados para ubicar elementos que se emplean con poca frecuencia Disponer el lugar para ubicar el material o elemento que se usaran en el futuro. En caso de maquinaria facilita la identificación visual de los elementos de los equipos, sistemas de seguridad, alarmas, controles, sentido de giro etc. Lograr que el equipo tenga protecciones visuales para facilitar su inspección autónoma y control de limpieza. Identificar y marcar todos los sistemas auxiliares del proceso, tuberías, aire comprimido, combustible. Incrementar el conocimiento de los equipos por parte de los operadores de producción.
BENEFICION DEL SEITON PARA EL TRABAJADOR
Facilita el acceso rápido los elementos que se requieren para el trabajo.
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Se mejora la información en el sitio de trabajo para evitar errores y acciones de riesgo potencial. El aseo y limpieza se puede realizar con mayor facilidad y seguridad. La presentación y estética de la planta se mejora, comunica orden, responsabilidad y compromiso con el trabajo. Se libera espacio. El ambiente de trabajo es más agradable. La seguridad se incrementa debido a la demarcación de todos los sitios de la planta.
BENEFICIOS ORGANIZATIVOS
La empresa puede contar con sistemas simples de control visual de materiales y materias primas en stock de procesos. Eliminación de pérdidas por errores. Mayor cumplimiento de las órdenes de trabajo. El estado de los equipos se mejora y se evita averías. Se conserva y utiliza el conocimiento que posee la empresa Mejora la productibilidad global de la planta.
SEISO – LIMPIAR Seiso significa eliminar el polvo y suciedad de todos los elementos de una fabrica. Desde el punto de vista del TPM, Seiso implica inspeccionar el equipo durante el proceso de limpieza lo que debe permitirnos identificar problemas de escape, averías, fallas o cualquier tipo de fugas. “Esta palabra japonesa significa identificar defectos o problemas existentes en el sistema de producción”. Enfatiza que la limpieza está relacionada estrechamente con el buen funcionamiento de los equipos y la habilidad para producir artículos de calidad, “habilidad se define como a la capacidad de realizar un trabajo, de aplicar conocimientos y experiencia de manera correcta y reflexiva” la limpieza no significa solamente mantener los equipos dentro de una estética agradable y permanente. Seiso – significa evitar que la suciedad, el polvo, y las limaduras se acumulen en el lugar de trabajo, por lo tanto exige realicemos un trabajo creativo de identificación de las fuentes de suciedad y contaminación y tomar acciones de raíz para su eliminación. Para aplicar el seiso se debe:
Integrar la limpieza como parte del trabajo Se debe asumir la limpieza como una actividad de mantenimiento autónomo. “la limpieza es inspección” Eliminar la distinción entre operario de procesos, operario de limpieza y técnico de mantenimiento. El trabajo de limpieza como inspección genera conocimiento sobre el equipo. No se trata únicamente de eliminar la suciedad. Se debe elevar la acción de limpieza a la búsqueda de la fuente de contaminación con el objeto de eliminar sus causas primarias con el objeto de eliminar sus causas primarias
BENEFICIOS DEL SEISO.
Reducir el riesgo potencial de que se produzcan accidente.
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Mejorar el bienestar físico y mental del trabajador Incrementar la vida útil del equipo al evitar su deterioro por contaminación y suciedad. Identificar con mayor facilidad las averías debido a que el equipo se encuentra en estado óptimo de limpieza. La limpieza conduce a un aumento significativo de la efectividad Global del Equipo. Se reduce los despilfarros de materiales y energía debido a la eliminación de fugas y escapes. La calidad del producto se mejora y se evitan las perdidas por suciedad y contaminación del producto y empaque.
SEIKETSU – ESTANDARIZAR Seiketsu es la metodología que nos permite mantener los logros alcanzados con la aplicación de las tres primeras Ss, Si no existe un proceso para conservarlo los logros, es posible que el lugar de trabajo nuevamente llegue a tener elementos innecesarios y se pierda la limpieza alcanzada con nuestras acciones. SEIKETSU implica elaborar estándares de limpieza y de inspección para realizar acciones de auto control permanente., por lo que debemos preparar estándares para nosotros, cuando los estándares son impuestos estos no se cumplen satisfactoriamente en comparación con aquellos que se desarrollan gracias a un proceso de formación previo. Desde décadas conocemos el principio escrito en numerosas compañías indicando lo que se debe cumplir cuando se finaliza un turno de trabajo, dejemos el sitio de trabajo limpio como lo encontramos .Este tipo de frases sin un correcto entrenamiento o estandarización y sin el espacio para que podamos realizarlos, difícilmente logran comprometer al empleado en su cumplimiento. El SEIKETSU o estandarización pretende:
Mantener el estado de limpieza alcanzado con las tres primeras Ss. Enseñar al operario a realizar normas con el apoyo de la dirección y un adecuado entrenamiento. Las normas deben contener los elementos necesarios para realizar el trabajo de limpieza, tiempo empleado, Tener en cuenta las medidas de seguridad y los procedimientos a seguir en caso de identificar algo anormal. En lo pasible se deben emplear fotografías indicando como se debe mantener el equipo y las zonas de cuidado. El empleo de los estándares se debe auditar para verificar su cumplimiento. Las normas de limpieza, lubricación, correcciones menores y aprietes son la base del mantenimiento Autónomo dice (Jishu Hozen).
BENEFICIONS DEL SEIKETSU
Se mejora el bienestar del personal al crear un hábito de conservar impecable el sitio de trabajo en forma permanente. Los operarios aprenden a conocer a profundidad el equipo. Se evita errores en la limpieza que pueden conducir a accidentes o riesgos laborales innecesarios. La dirección se compromete más en la dirección de las áreas de trabajo al intervenir en la aprobación y promoción de los estándares. Los tiempos de intervención se mejoran y se incrementa la productividad de planta industrial.
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SHITSUKE – DICIPLINA Shitsuke – o Disciplina significa convertir en hábito el trabajo y utilización de los métodos establecidos y estandarizados para la limpieza del lugar de trabajo. En resumen significa crear un ambiente de respeto a las normas y estándares establecidos. Es necesario indicar que las primeras cuatro “Ss se pueden implementar con facilidad en los lugares de trabajo, su aplicación nos garantiza la seguridad, la productividad y la calidad de los productos. Shitsuke tiende a desarrollar una cultura del auto control dentro de la empresa, para ello la dirección de la empresa debe motivar a cada uno de los que hacen el proceso productivo apliquen el ciclo Deming “ mejora continua” en cada una de las actividades diarias que es semejante al kaizen. Shisuke – Significa.
Respeto a las normas y estándares establecidos para conservar el sitio de trabajo impecable Realizar un control personal y el respeto por las normas que regulan el funcionamiento de una organización. Promueve el hábito de auto control o reflexiona sobre el nivel de cumplimiento de las normas establecidas. Comprender la importancia del respeto por los demás y por las normas en las que el trabajador seguramente ha participado directa o indirectamente en su elaboración.
BENEFICIOS DEL SHITSUKE Se crea una cultura de sensibilidad, respeto y cuidado de los recursos de la empresa. La disciplina es una forma de cambiar hábitos. Se siguen los estándares establecidos y existentes una mayor sensibilidad y respeto entre personas. La moral entre trabajadores se incrementa. El sitio de trabajo será un lugar donde realmente sea atractivo llegar cada día
Conclusión: El mantenimiento, independientemente del tipo sea preventivo planificado, Autónomo u otros, busca obtener alta disponibilidad de la planta industrial y/o empresas de prestación de servicios con lo que se aumenta la productividad industrial y otros, busca bajar costos de los productos, busca calidad de los productos y/o servicios.
CAPITULO VII MANTENIMIENTO DE SISTEMAS HIDRÁULICOS Recordemos que la fabricación de los aceites en general depende del uso que se les dará, se tiene aceites para motores livianos, pesados, para transmisiones, aceites para compresores, aceites hidráulicos y otros. El aceite en sistemas Hidráulicos, es el medio utilizado para transmitir la fuerza desde la bomba a los elementos mecánicos o actuadores que realizan trabajo mecánico, estos
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actuadores pueden ser lineales “Actuadores Cilíndricos Hidráulicos o Actuadores Rotativos “motores Hidráulicos”, los actuadores reciben aceite o fluido hidráulico a través de las mangueras, válvulas, tuberías, el fluido hidráulico tiene también la función de lubricar las piezas en movimiento conservándolos por mucho tiempo, protegiendo las partes de las máquinas del desgaste, de la oxidación, de la corrosión”, para cumplir con estas funciones el fluido hidráulico debe tener ciertas propiedades tales como viscosidad adecuada dentro de un margen de temperatura bastante amplia y propiedades que absorban el agua. Debido a que todos los aceites se hacen menos o más viscosos al aumentar o disminuir la temperatura, por ejemplo en regiones tropicales los aceites o lubricantes se hacen más fluidos o menos viscosos lo que aumenta la posibilidad de que se produzca pérdidas internas a través de los O’ Ring y externas a través de los retenes de las prensas estopas , también se da pérdidas por las conexiones mal ajustados y otros, sí el líquido es demasiado denso muy viscoso los elementos del sistema trabajan perezosamente y consumen mayor potencia en hacer circular el líquido por el sistema hidráulico.
Síntesis.- De la viscosidad del aceite depende el grado de lubricabilidad, por todo esto el fluido debe conservar el grado de viscosidad adecuada dentro de un margen de temperatura bastante amplia. Por lo que concluimos que, el buen funcionamiento de cualquier sistema hidráulico o mecanismos depende sobre todo de la utilización adecuada de los aceites y de su mantenimiento, la utilización de aceites inadecuados al margen de producir desgastes, oxidaciones, corrosiones, también nos ocasionan fallas tales como calentamientos, ruidos, pérdidas de rendimiento y potencia, los aceites hidráulicos tienen que resistir altas presiones y temperaturas de trabajo, deben decantar o absorber agua de acuerdo al diseño y la operación de la máquina .
1. FABRICACION. La fabricación de los aceites hidráulicos y otros lubricantes de una forma general obedecen a recomendaciones de fabricantes de los diferentes elementos hidráulicos o máquinas, los mismos que se ajustan a normas para su fabricación, Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos, fabrica aceite hidráulico con el código de LUB-AOH46 equivalente a los aceites que obedecen a la norma DIN 51524 H-L son aceites con aditivos de alta calidad y utilizados en instalaciones hidráulicas que trabajan sometidos a altas presiones y temperaturas donde se dan las condiciones de oxidación y corrosión a consecuencia de la vaporización del agua, estos aceites son a su vez compatibles con los sellos de goma. Aceite Hidráulico Biodegradable “Bio HyDo” Producido por CAT Caterpillar dispone un aceite biodegradable para usar en sistemas hidráulicos. Este fluido satisface las estrictas especificaciones de los componentes del sistema hidráulico y satisface las exigencias de los ambientalistas que es la de contar con aceites hidráulicos inmediatamente biodegradables y que no sean tóxicos, este aceite está formulado a base de semilla de colza y aditivos escogidos. Se usa solamente en sistemas hidráulicos, no en compartimientos de frenos, embragues, etc. No se recomienda el uso de BIO HYDO para la operación con temperaturas del tanque o del aceite inferior a – 7°C o superiores a 82°C. La viscosidad para las temperaturas indicadas son similares a la de un aceite SAE 10W o un grado de viscosidad ISO de 32 a 46 centiestokes
Aceite Hidráulico Cat (HYDO).- Este aceite Hidráulico Cat está formulado con aditivos equilibrados, entre los que se incluyen detergentes inhibidores de oxidación, agentes anti desgastantes y des espumadores, estos elementos ofrecen máxima protección contra el desgaste mecánico, oxidación y corrosión de todos los sistemas de transmisión hidráulica e hidrostática. Este
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aceite con las propiedades indicadas evita la fricción entre los discos y platos cuando están enganchados, siendo su aplicación principal en los sistemas de embragues de los tractores.
2. CARACTERÍSTICAS DE UN BUEN ACEITE HIDRÁULICO Un buen aceite hidráulico al margen de sus propiedades de viscosidad dentro de rangos de temperatura bastante amplías no debe contener contaminantes tales como partículas metálicas, polvo, aire, agua y otros líquidos, los mismos que deterioran las propiedades de cualquier lubricante y aceleran el desgaste de las piezas ajustados o instalados bajo tolerancias muy reducidas y precisas como el de las paredes internas de los cilindros, válvulas direccionales, asientos de válvulas, pistas de rodamientos y otros, el contaminante agua destruye la lubricación y favorece a la oxidación del aceite corroyendo las superficies metálica, esta recomendación es válido para todos los aceites
Recomendaciones generales. Considerando que en los sistemas hidráulicos, los aceites al margen de ser elementos de transmisión de fuerza, lubrican las partes en movimiento, las fallas de los sistemas hidráulicos se deben a la falta de cuidado de los aceites y errores de operación, por ello las recomendaciones generales del fabricante de los elementos hidráulicos son:
Conservar el aceite limpio “cuidar el manipuleo” Conservar limpio la zona de trabajo, esto es posible en sistemas hidráulicos industriales o instalaciones estacionarias. Conservar limpio el sistema hidráulico. Emplear aceites adecuados. Conservar el aceite en su nivel adecuado, si el nivel baja al mínimo admisible las bombas succionan aire. Evitar sobrecargas del sistema y fuerzas transversales en los haztes de los Actuadores Cilindros.
Síntesis. La limpieza o pulcritud de los aceites es un factor primordial en todo sistema hidráulico debido a que sus elementos, tales como, diversos tipos de válvulas, bombas, actuadores y otros, son fabricados con alta precisión y tolerancias reducidas , por lo que, cualquier o los contaminantes tales como partículas metálicas, polvo, agua y otros degrada los aceites lo cual ocasiona desgaste prematuro de los elementos mecánicos ocasionando fugas INTERNAS Y EXTERNAS a consecuencia se tiene perdidas de potencia y productividad.
3. INSTALACIONES O MONTAJE DE UN SISTEMA HIDRÁULICO La instalación o montaje debe ser hecha conforme diseño de montaje, para los sistemas hidráulicos en general debe observarse las recomendaciones a seguir indicados. La correcta conexión de tuberías, mangueras, con lo que se evita torsiones provenientes de su montaje incorrecto, cuidar el alineamiento para evitar torsiones. Las tuberías de dreno deben terminar debajo del nivel del tanque y tener un diámetro que no permita contra presión en el Sistema. La tubería de succión de la bomba debe ser lo más recto y corto posible y quedar 100 mm. Encima de la base del tanque.
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En toda tubería y mangueras, los codos, restricciones, uniones y otros deben ser cuidadosamente sellados para evitar la entrada de aire o impurezas sólidas. Debe ponerse en operación sin carga para verificar su correcta instalación y evitar daños. “ Evitar la entrada del aire es importante porque el aire en los sistemas provoca funcionamiento elástico del sistema, funcionamiento ruidoso, cavitación en las bombas de engranajes, bombas centrífugas, motores hidráulicos y constituye un factor de contaminación porque con ella también entra partículas de tierra y humedad”.
4. MEDIDAS PREVENTIVAS PARA EVITAR LA CONTAMINACIÓN DE LOS SISTEMAS HIDRÁULICOS Y OTROS MECANISMOS
Almacenar y manipular los aceites con las precauciones necesarias. Cambiar filtros y aceites de acuerdo a especificaciones técnicas o condiciones de trabajo. Cuidado de niples, mangueras, bocas de respiración y llenado “niples mal ajustados”, mangueras flojas, son puntos de contaminación y mal funcionamiento de los sistemas. Lavado del sistema, esta operación debe ser hecha antes de poner en régimen de trabajo normal con lo que se retira todas las impurezas o contaminantes del proceso de montaje o fabricación de los elementos físicos. En automóviles, equipos de construcción y transporte de carga o pasajeros el cambio de aceite y filtros se lo hace después de pocas horas de trabajo, o después del tiempo de suavizado, el lavado de los sistemas hidráulicos se lo realiza después de reparaciones generales o paralizaciones prolongadas o cuando se detecta mediante monitoreo impurezas o residuos gomosos.
El lavado de sistemas hidráulicos en instalaciones industriales generalmente se hace con una bomba auxiliar y no con la misma bomba del sistema, se lo hace por un período de tiempo mínimo de 24 horas, existe casos en que el tiempo de lavado puede ser hecho por un tiempo de 200 horas caso circuitos complicados, o el tiempo de lavado puede ser calculado por la fórmula , T (V/Q) * 2,5 a 5; El factor 2,5 se toma para ambientes normales y el 5 para ambientes altamente contaminados, en la fórmula T es el tiempo de lavado, siendo V el volumen del reservatorio en litros, Q es el flujo de la bomba dado en lt/min. El fluido para el lavado de sistemas hidráulicos debe tener propiedades de lubricabilidad y buenas condiciones de resistencia a la presión, debe tener propiedades anticorrosivas y propiedades que reduzcan o eviten el desgaste , este fluido de lavado es generalmente conocido con el nombre de RENOLIN - LDIO. El lavado expulsa sobre todo los residuos gomosos que a través del tiempo, las variaciones de presión y temperatura se forman, las características de este fluido son densidad 0,855 Kg/lt, viscosidad a 50ºC de 30 centiestokes. En el circuito que se quiere lavar los filtros de limpieza son 1 y 2, el 1 es de malla metálica gruesa, y el 2 de malla metálica fina, el 1 es recuperable, estos filtros deben ser resistentes a la presión y tienen la identificación B 30-100, por otra parte, es absolutamente necesario, para que exista una buena retención de impurezas sólidas, en los sistemas hidráulicos debe instalarse filtros en función del tipo de bombas o la
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precisión de ajuste con lo que los elementos mecánicos trabajan o están fabricados. Figura 4.1 En este ejemplo el filtro de la línea de succión siendo la bomba de engranajes, debe tener una capacidad de retención de las impurezas sólidas de 10 a 25 m de tamaño. En la línea de presión debe ser utilizado antes de la válvula direccional filtros cuya capacidad de retención de impurezas es del orden es de 1-10 m. los mismos que pueden variar en función del fabricante. En las líneas de retorno se utilizan filtros de 10 - 30 m, al margen de ello es necesario observar que en un sistema hidráulico equipados con Servo Válvulas Direccionales y Válvulas Proporcionales debe instalarse filtros que tengan una capacidad de retención de impurezas o filtrado hasta 5 m, esta especificación es válida para turbinas de aviación.
Síntesis, la
utilización de filtros con capacidad de retener las impurezas depende del, tipo de bombas a instalarse, válvulas y otros actuadores, depende de la precisión con la que son fabricados sus elementos mecánicos, de la presión de trabajo, o deben ajustarse a la norma ISO 4406 .
Des aeración La des aeración del sistema es importante para evitar la explosión “ efecto Diesel ” fenómeno que se da debido a la presencia del aire en el sistema, dándose este efecto diesel se queman los sellos, produce erosiones internas en las paredes de los cilindros, tuberías y otros elementos mecánicos de los sistemas hidráulicos.
5. MANTENIMIENTO DE BOMBAS HIDRAULICAS Las bombas hidráulicas son elementos mecánicos que transfieren al fluido líquido la Energía Mecánica recibida ya sea de un motor eléctrico, motores de combustión interna o de un sistema de transmisión mediante piñones, engranajes o poleas, estos elementos son considerados el corazón de todo sistema hidráulico. La energía mecánica transferida a la bomba mediante motores eléctricos u otros sirve para:
Succionar el fluido líquido del tanque. Dotarles de energías Cinética y de presión. Darnos trabajo mecánico como consecuencia de la transformación de energía a lo largo del circuito.
Objetivos del mantenimiento de Bombas. El mantenimiento de las bombas hidráulicas tiene el objetivo de: 1.- Evitar el desgaste interno de sus elementos mecánicos, las partes que se desgastan depende del tipo de bomba, puede darse en los flancos de los dientes siendo de engranajes, en la superficie interna de los cilindros, en los pistones, las anillas, siendo bomba de pistones, y en el rotor, estator y paletas siendo bomba de paletas. 2.- Obtener la eficiente transformación de la energía mecánica recibida en, fuerza hidráulica y la fuerza hidráulica en trabajo mecánico lineal o de Rotación.
Motivos de Fallas en las Bombas.
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1. Degradación del Aceite.- Se debe a la contaminación del fluido hidráulico por la entrada de aire con diferentes grados de humedad atmosférica, se debe a partículas de arena, tierra, estos contaminantes penetran en los aceites impulsados por el aire a través de mangueras y niples mal ajustados, los contaminantes metálicos se da por la fricción de los elementos mecánicos a consecuencia de la degradación del aceite y sobre carga debido a la mala operación, todos estos elementos al mezclarse con el aceite y vapores de agua se transforma en masa abrasiva produciendo el desgaste interno, a consecuencia de todo lo indicado se tiene pérdida de rendimiento volumétrico, perdidas de presión, perdidas de potencia de la bomba consecuentemente perdida de trabajo mecánico.
Elementos o Partes que se Desgastan de las Bombas de Paletas
Figura 4.2 En el diseño verificamos rayaduras y brillo en las superficies desgastadas, que son el rotor y el estator de la bomba de paletas deslizantes, estos brillos y/o rayaduras son a consecuencia del aceite hidráulico contaminado. En los sistemas hidráulicos se ha verificado que, por reacción química del aceite sometido a cambios de temperatura , presión y por condensación de vapores de agua se forma cieno o residuos gomosos, este elemento se adhiere a las piezas obstruyendo el paso del aceite a través de los orificios de las válvulas y otros, quedando algunos elementos sin aceite o lubricación, haciendo que el calor generado por fricción sea responsable por el agripamiento de válvulas y otros elementos.
Síntesis.- El agua, el aire, la variación de temperatura y presión, al margen de formar cieno también hace que se oxide el aceite, la oxidación hace que se pique y corroyan las piezas móviles. Estos componentes picados y corroídos se constituyen en contaminantes del aceite en consecuencia del sistema hidráulico, las capas de óxido formado sobre el metal se desprenden y actúa como partículas abrasivas que a la vez degrada las propiedades del aceite y obstruyen los filtros. 2. Trabajos a mayor régimen de lo especificado .- Toda bomba, motores hidráulicos, compresores y equipos en general , están proyectados para trabajar dentro de un régimen de revoluciones, lo que indica que existe un límite de su capacidad, los elementos que sufren con sobrepasar su régimen o sobrecargarlos son. Los Ejes, Rodamientos, Cojinetes, investigadores concluyeron que doblando la presión normal de trabajo de las bombas, motores hidráulicos y otros, acortamos la vida útil de estos elementos en ocho veces “ la causa más frecuente de la sobrecarga es responsabilidad de los operadores”.
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Cavitación en Bombas de Engranajes La cavitación en las bombas de engranajes ocurre cuando el líquido no tiene suficiente energía para llenar por completo el o los espacios entre los dientes, si no se llena las cavidades el aceite se vaporiza, esta vaporización parcial y el posterior aplastamiento de las burbujas de vapor que se da cuando llegan a regiones de presiones más altas dentro de la bomba ocasiona la cavitación, consecuentemente erosión de los dientes, este fenómeno también se da en bombas con Rotor, Turbinas y otros. Figura 4.3
6. MANTENIMIENTO CILINDRICOS
DE
ACTUADORES
LINEALES
Figura 4.4 Los actuadores lineales, también llamados Actuadores Cilíndricos Hidráulicos, pudiendo ser también neumáticos, son elementos o componentes importantes de todo sistema hidráulico y neumático, ya sea de máquinas herramientas, equipos industriales, sistemas hidráulicos de equipos de construcción y transporte de carga, actuadores neumáticos e hidráulicos de sistemas o procesos de automatización industrial, estos elementos son los que transforman la energía de presión o f uerza hidráulica en trabajo mecánico. Los O’R ing, retenes o guarniciones son elementos importantes de los actuadores lineales cilíndricos, estos elementos nos garantizan la estanqueidad consecuentemente la transmisión adecuada de la energía de presión, los O’Ring son de amianto grafitado van en los pistones, los retenes o guarniciones van en las prensas estopas, estos elementos tienen gran importancia en el rendimiento del sistema hidráulico. La función de los retenes o guarmisiones es evitar la entrada de contaminantes que son la causa de las fallas por desgaste y el contacto directo del hazte con la prensa estopas, también tienen la función de servir de apoyo al hazte. Los Retenes o Guarniciones y los O’Ring fallan por los motivos a seguir indicados:
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A consecuencia de material inadecuado en su fabricación. Por la presión y temperatura del aceite a la que están sometidos. Para trabajos a elevadas temperaturas los retenes o guarmisiones son fabricados con materiales metálicos blandos. Por las propiedades inadecuadas de los aceite para determinadas aplicaciones. Por el montaje y manipuleo incorrecto de los guarmisiones u O’Ring.
Conclusión Como quiera que las guarmisiones o retenes y O’Rings, vienen fabricados en las formas más variadas, su selección, su empleo, depende y debe hacerse considerando todas las condiciones de trabajo a que serán sometidos.
En el mantenimiento, los puntos claves a vigilar son: fuga por los retenes o guarniciones generalmente conocido como fugas externas, excesivo desgaste de los pivotes o articulaciones, y sobre todo, es necesario mantener el aceite hidráulico o fluido gaseoso lo más puro posible, evitar sobrecargas y esfuerzos transversales a los haztes.
Pérdidas de aceite en actuadores cilíndricos y otras formas constructivas. Existen dos tipos: Pérdidas externas, se da por los retenes o guarmisiones y las tapas o prensa estopas que se encuentran en sus extremos, generalmente se da por falta de ajuste o por deterioro de los retenes o guarmisiones del hazte pudiendo darse también por rayaduras en el hazte, se da por niples y mangueras mal ajustadas, todos estos son considerados puntos de contaminación del aceite. Estas pérdidas son las más perjudiciales debido a que contaminan el sistema y aumenta el riesgo de averías. Pérdidas internas, No hace que el sistema pierda aceite, se da por el desgaste interno de las piezas a consecuencia de los contaminantes, por aumento de la fluidez de los aceites a consecuencia de la perdida de viscosidad, por O’Ring inadecuados, por presiones superiores al régimen de trabajo “en este tipo de perdidas el aceite recircula en él sistema”. Resumen. Las causas más comunes para que los actuadores lineales trabajen perezosamente son:
Fugas externas por las tapas, retenes, niples y abrazaderas mal ajustadas.
Perdidas internas, conforme se ha indicado, se da por el desgaste interno de las piezas o desgaste de las paredes internas, juntas y O’Ring de los pistones. Ocasionando explosiones y erosiones internas del material, esto en el caso de la hidráulica. Aire en el sistema. “Puede existir aire en el sistema a consecuencia de abrazaderas mal ajustadas, fugas por niples o nivel de aceite inadecuado”. Aceite demasiado denso, en este caso suele normalizarse a medida que calienta el aceite.
Otro punto importante a considerar en la conservación de los actuadores lineales hidráulicos y neumáticos al margen de la limpieza de los aceites o el fluido gaseoso es evitar en su montaje que los puntos de articulación estén flojos, el exceso de holgura en estos puntos de articulación avería los retenes del hazte . También es importante observar la desalineación de estos elementos que suele
darse por excesivos juegos en las articulaciones. Por otra parte los actuadores cuyo hazte tienen movimiento lineal deben ser montados libres de esfuerzos radiales.
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7. ACUMULADORES Los acumuladores son elementos hidráulicos que hacen parte de determinados sistemas hidráulicos y tienen la función de almacenar una determinada cantidad de energía “aceite a presión” para restituirla total o parcialmente en un instante dado o cuando las necesidades de las instalaciones o equipo lo requiera, los acumuladores cumplen varias funciones. Absorber las sobre presiones creadas generalmente a consecuencia de la mala operación, también amortiguar ruidos o vibraciones. Mantienen constante la presión del circuito alimentando cuando por algún motivo cae la presión, o alimentando con fluido a presión cuando en el sistema se necesita durante un corto tiempo un caudal mayor. Sirve también como fuente de sobrealimentación cuando se precisa de trabajos rápidos en determinado momento y la bomba no tiene capacidad de proporcionarnos el fluido necesario.
Tipos de Acumuladores.
Acumulador de Pistón. Acumulador de membrana.
1. Acumulador de Pistón Este tipo de acumulador consiste en un cilindro de dos cámaras separados
Nitrogeno
por un pistón, en la cámara inferior se tiene aceite y en la cámara superior nitrógeno, las sobre presiones de línea entran en la cámara inferior y en función de la intensidad de estas sobre presiones por intermedio del pistón el nitrógeno de la cámara superior va comprimiéndose, de esta forma se absorbe las vibraciones del circuito hidráulico aumentando el volumen de la cámara inferior. Los acumuladores de pistón son utilizados para trabajos con presión y volúmenes grandes y son instalados en derivación con la línea de alimentación o elemento de trabajo.
Aceite
Figura 4,5 2. – Acumulador de Membrana Estos acumuladores son utilizados cuando los volúmenes necesarios son pequeños y para eliminar picos de presión o pulsaciones de un circuito de pilotaje. Se caracterizan por su hermeticidad y baja inercia la relación máxima de presión P 3/P2 es de 1.4. P3 presión máxima de trabajo del circuito, P2 presión mínima de trabajo del circuito. Al igual que los de pistón son instalados en derivación, en la figura nos muestra que cuando la presión del sistema alcanza y supera la presión del nitrógeno el líquido fluye a través de la válvula de plato y el nitrógeno en el interior de la membrana es comprimido.
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Bajando la presión del circuito el nitrógeno se expande haciendo salir el aceite del acumulador y la pieza cónica o elemento de cierre vuelva a su asiento.
Figura 4.6 Cuidados que deben tener con los Acumuladores 1. No deben cargarse nunca con oxígeno o aire, la mezcla del aceite con oxígeno a presión puede originar explosión y oxidación del Aceite disminuyendo la capacidad de lubricación. 2. El aire al comprimirse se vaporiza y desprende agua condensándose, el vapor de agua oxida el aceite y corroe las superficies metálicas, el óxido a su vez puede dañar las juntas e inutilizar el acumulado. 3. El acumulador debe cargarse siempre con gas inerte que es el NITRÓGENO SECO, este gas no contiene vapor de agua ni oxígeno, por lo que no ataca al metal ni al aceite. 4. No cargar un acumulador a presiones mayores que la recomendada por el fabricante.
Desmontaje del Acumulador Antes de desmontar el acumulador de un sistema hidráulico hay que descargar toda la presión para ello generalmente basta desenroscar poco a poco la válvula de nitrógeno. Después de su instalación o después de la reparación los acumuladores deben ser controlados la presión de llenado, esta presión generalmente está establecido en su placa de identificación, este control debe ser hecho por lo menos una vez la primera semana caso esta primera semana no se constate perdida de nitrógeno el próximo control debe ser hecho después de 3 meses, pasado esta prueba debe ser en forma anual.
8. MANTENIMIENTO Y ANÁLISIS DE LOS FLUIDOS HIDRÁULICOS Por la importancia y la precisión con la que funcionan los elementos mecánicos de los sistemas hidráulicos el buen mantenimiento de estos consiste en, evitar la contaminación de los aceites, seguir las recomendaciones generales para su instalación y evitar las sobre cargas, debe realizarse análisis de los aceites hidráulicos “técnicas proactivas”, siendo que, si ellos son realizados adecuadamente, nos garantiza confiabilidad en el funcionamiento y ahorros significativos en los costos de mantenimiento.
Técnicas de Análisis. Siendo ellas, estáticas y dinámicas : 1. Muestreo estático.- Consiste en la extracción de una muestra de fluido del tanque o reservatorio llamada zona muerta, donde hay muy poco movimiento de fluido, dándonos una reducida información útil debido a que la concentración de contaminantes existentes dentro de los fluidos tienden a sedimentarse o depositarse en la parte inferior debido a la fuerza de gravedad, es una técnica no recomendable. 2. Muestreo Dinámico.- Consiste en obtener muestras de aceite de lugares donde existe movimiento intenso del fluido, para este fin puntos de muestreo deben ser establecidos o instalados en el Sistema no hay una regla fija para ubicar óptimamente, no debe olvidarse que existen diversos tipos de instrumentos fabricados por las empresas Diagnetis llamado “Digital Contan – Alert WDCAW con la que se hace el monitoreo fácil y constante, es
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considerado como técnica de muestreo dinámico, a seguir algunas sugerencias de puntos de muestreo para la toma de muestra.
a. Monitoreo en la salida de la bomba .- Consiste en ubicar el monitor de muestreo en la línea de presión monitoreando las condiciones de la bomba, elemento principal sujeto a fallas por contaminación, el fluido de este punto contendrá, una combinación de contaminantes y son aquellos que ingresan del reservorio o tanque, fangos del tamiz de succión, materiales capturados y luego liberados del filtro de ingreso, restos por fatiga, cavitación y productos de corrosión. b. Monitoreo de componentes .- Consiste en ubicar el monitor de muestreo a la salida de los elementos como ser Actuadores Cilíndricos, Motores hidráulicos, “Actuadores Rotativos” después de descontar los niveles de contaminación a la salida de la bomba y monitorear los contaminantes que ingresan por los sellos, filtros, mangueras, corrosión, restos de desgaste. Se establece la cantidad efectiva de componentes o problemas en estos puntos. c. Monitoreo en la Línea de Retorno. - Es la opción de los autores, debido a que el fluido de retorno contiene todos los contaminantes que el sistema pueda tener incluyendo los contaminantes generados por el sistema.
9. MANTENIMIENTO DE BOMBAS DE INYECCION Generalidades. La bomba inyectora es un mecanismo importantísimo en los motores diesel o de todo motores de combustión interna, son fabricadas con extrema precisión dentro de un rango de tolerancias muy exigentes y reducidas . El costo de operación de una bomba de inyección se puede reducir considerablemente siguiendo un programa de mantenimiento preventivo que consiste en,
comprobaciones cuidadosas del caudal y presión de inyección del combustible con lo que se evitan problemas mecánicos tales como, a) desgaste en los componentes de la bomba, b) se evita formación de óxidos o carbonilla en los asientos de las válvulas de admisión y descarga, todo esto a consecuencia de la mala combustión, c) se evita la contaminación atmosférica d) nos permite anticiparnos a otros problemas mecánicos tales como desgaste del motor antes que se vuelva costoso su reparación, e) finalmente nos permite evitar sobrecalentamiento y pérdida de potencia. Estas medidas preventivas se aplica a cualquier tipo de bomba de inyección ya sea del tipo lineal o rotativo sin importar donde esté operando.
Bomba de transferencia o de alimentación. La bomba de transferencia o de alimentación del combustible hace parte de la bomba inyectora, nos permite succionar el diesel del tanque y entregar a la bomba inyectora con una presión que varía de 2 a 2.5Kg/cm2, siendo por tanto denominada el circuito tanque - bomba de transferencia, circuito hidráulico de baja presión y de la bomba inyectora a los inyectores circuito hidráulico de alta presión. El conjunto bomba inyectora e inyectores, necesitan trabajar con un combustible muy limpio debido a que el ajuste entre el conjunto pistón y el cilindro de la bomba inyectora llamado elemento es muy preciso y con tolerancias muy pequeñas igualmente los orificios del inyector son extremadamente pequeños por lo que cualquier impureza podría obstruirlos, rayar y desgastar la pared interna de los cilindros y el pistón, todo esto baja en el rendimiento del motor, por lo tanto se debe filtrar el diesel de forma que vaya sin impurezas.
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1.- Bomba inyectora 2.- Bomba de transferencia 3.- Eje de levas 4.- Leva Excéntrica 5.- Entrada de combustible 6.- Salida de combustible 7.- Bomba de cebado 8.- Tuerca de cebado
Figura 4.7 El filtrado se lo hace varias veces, en primer lugar se lo filtra a través de telas metálicas muy finas a este proceso se llama pre filtrado, la tela metálica fina se encuentra en el tanque a la salida del diesel, de aquí se lleva el diesel a los filtros principales del que luego pasa a la bomba de inyección por gravedad, los filtros principales son los que realizan el mayor filtrado de las impurezas, estos filtros son generalmente de papel poroso acordionado.
Presión de aspiración de la bomba inyector. Presión de salida la bomba inyector. Presión de inyección
Figura 4.8 119
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FILTRO DE PAPEL “Filtro Principal
Tornillo de purga de aire Tornillo de purga de agua Elemento filtrante Tubo de evacuación del agua Cubeta Flotador (indica el nivel de agua) Entrada de gas-oil Salida
Figura 4.9
1.- Cuerpo 2.- Cartucho 3.- Tornillo central 4.- Junta de goma 5.- tapa soporte 6.- Tapón de purga 7.- Tapón de cebado Figura 4.5
Funcionamiento de los elementos de la bomba inyectora La elevada presión conque debe inyectarse el diesel o gasolina a los cilindros denominados cámaras de combustión en un motor, ha dado lugar al desarrollo de la bomba de inyección. En cada cilindro se inyecta más de mil veces por minuto en el instante preciso un pequeñísimo volumen de diesel pulverizado pero muy bien dosificado con una presión de hasta 300 (Kg/cm2), en ralentí el volumen a inyectar es mucho menor, estas minúsculas pero fuertes inyecciones varia de un tamaño a otro según la carga del motor , debiendo ser 120
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exactamente iguales para cada uno de los cilindros, durando cada inyección dos milésimas de segundo. Las bombas inyectoras son consideradas obra maestra de la ingeniería de precisión. A continuación mostramos el ciclo de combustión para un motor diesel.
Figura 4.6 El combustible llega a la bomba de inyección por el tubo que baja del o filtros principales alimentando al colector, que asoman las lumbreras de todos los elementos de la bomba uno para cada cilindro del motor. Los elementos de la bomba inyectora toman diesel del colector a través de las lumbreras y despachan diesel con elevada presión por la parte superior del mismo a las tuberías de alta presión de esta a las toberas que se encuentran cerca de la cámara de combustión, las toberas están encargadas de pulverizar el diesel que llega a alta presión e inyectar a la cámara de combustión. El excedente de combustible de las toberas retorna al tanque de combustible.
Cilindro Embolo
de la
dela
bomba
bomba
Figura 4.7
Clasificación de las Bombas Inyectaras Las bombas se clasifican en: 1.-Bombas lineales 2.- Bombas Rotativas 121
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1.- Bombas lineales.- Estas bombas, también llamada de embolo o pistón, disponen de tantos elementos de impulsión como cilindros tenga el motor y están situados en línea. Los distintos elementos que son los dispositivos más importantes de la bomba inyectora son accionados por un árbol de levas dispuestos en el cuerpo de la bomba a través de taques de rodillos. Todo elemento de bomba comprende o está compuesto por un cilindro, un pistón o embolo ajustados con un juego de dos a tres milésimas de milímetro, este ajuste tan preciso es debido a las elevadas presiones que intervienen intervienen el embolo o pistón, el embolo lleva una ranura longitudinal y un fresado en forma de rampa helicoidal que constituye el canal de mando mediante el cual se regula la cantidad de combustible a inyectar en la cámara.
Figura 4.8
Variación del caudal La carrera del pistón es constante, para variar el caudal a voluntad del conductor según pise más o menos menos el acelerador se lo hace mediante una varilla que está conectado a la cremallera de la bomba inyectora y esta al acelerador la misma que gira el pistón variando la cantidad de combustible a ser inyectado a la cámara de combustión, combustible que manda la bomba de transferencia al colector. o pistón que hace parte del conjunto “ elemento” Duración de la inyección. El embolo o pistón tiene tallado tallado una ranura longitudinal y a su lado un rebaje en forma de rampla helicoidal. El diesel entra en el cuerpo ó elemento de la bomba por las lumbreras que comunican con el colector comenzando la inyección de diesel a la cámara de combustión del motor, cuando el borde superior del pistón obtura a las lumbreras es el final de la admisión, el final de la inyección a la cámara de combustión es variable variable y se regula por la rampla helicoidal, cuando esta rampla helicoidal alcanza el borde inferior de la lumbrera derecha termina la 122
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inyección, dejando de obturarla y por la ranura longitudinal long itudinal se restablece la comunicación entre el cuerpo el cuerpo de bomba y el colector del combustible, cesando la presión y por tanto la inyección.
En síntesis. El elemento de la bomba inyectora que consiste en el conjunto cilindro y émbolo, tiene dos movimientos, uno alternativo que se logra mediante el árbol de levas, y un movimiento rotativo el cual se logra mediante una varilla que está ligada a la cremallera la cual a su vez está directamente conectado al pedal del acelerador que es accionada por el conductor. El movimiento alternativo suministra combustible a los inyectores y estos entregan pulverizado a los cilindros, es por eso que hay tantos elementos o conjuntos cilíndrico y embolo de la bomba inyectora como cilindros hay en el motor . El movimiento rotativo determina la cantidad de combustible que debe inyectarse a la cámara. 10. INYECTORES Otros componentes importantes dentro el circuito de alimentación, son los inyectores compuestos generalmente de válvula válvula tipo aguja, inyectan inyectan diesel pulverizado dentro de la cámara de combustión. Su misión es asegurar la alimentación de diesel pulverizado a la cámara, o pre - cámara según el tipo de motor.
1.- Racor de cierre 2.- Arandela junta 3.- Tornillo de reglaje 4.- Porta inyector 5.- Cuerpo de tobera o inyector 6.- Manguito roscado 7.- Válvula de aguja 8.- Varilla de empuje 9.- Muelle regulador 10.- Arandela de asiento 12.- Orificio de entrada 13.- Ranura anular 14.- Orificio de alimentación de la tobera 15.- Cámara de presión
Figura 4.9
Principio de Funcionamiento El combustible impulsado por el conjunto “ elementos “ elementos de la bomba de inyección” inyección” llega a la parte superior del inyector y desciende por el canal longitudinal practicado en el cuerpo del inyector, el fluido por este canal llega a una pequeña cámara tórica situada en la base que cierra la aguja del inyector posicionado sobre un asiento cónico, con la ayuda de un resorte situado en la parte superior de la aguja se mantiene el conjunto cerrado. Cuando el 123
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combustible sometido a una presión supera a la presión regulado en el resorte o muelle de regulación la válvula de aguja se levanta de su asiento e inyecta diesel pulverizado al interior de la cámara de combustión, cuando la presión del combustible desciende por haberse producido el final de la inyección a la la cámara de combustión el resorte vuelve a su posición inicial es decir la aguja baja sobre el asiento cónico del inyector cerrando cerr ando y cesa la inyección.
Tipos de inyectores
De espiga de varios orificios De orificio Central único.
Los dos tienen el mismo principio de funcionamiento, difieren solamente por la forma de la extremidad y la forma en que se inyecta el diesel pulverizado, existiendo por lo tanto dos tipos principales de inyectores, de espiga o tetón y el de orificios central único. También existe otro modelo que es por estrangulamiento, que funciona en dos tiempos y se emplean en motores con pre combustión o con cámara auxiliar.
a) Inyectores de Espiga o de Varios Orificios. Estos tipos de inyectores tiene una válvula terminada en forma de aguja, cuya punta no entra en los orificios haciendo el cierre, el cierre se hace siempre por la parte cónica de la válvula que se apoya en el asiento del inyector. Los orificios del inyector suelen ser varios formando un ángulo de salida y con una medida de aproximadamente dos décimas de milímetros de diámetro. Al ser estos pequeños y no haber aguja que se introduzcan en ellos, están más expuestos a obstruirse por carbonilla, la distribución de los orificios en ángulo permite una orientación y reparto del combustible en la forma más conveniente y atomizada muy bien a presiones altísimas, de modo que asegure una combustión completa aunque no haya gran turbulencia de aire. Por estas razones son muy usados en los motores de inyección directa con presiones de inyección entre 150 a 300 (atm) o motores de inyección Electrónica. Inyector de varios orificios
Presión Insuficiente
Válvula de
Aguja Levantada Figura 4.10
b) Inyector de orificio único.- El inyector de orificio único tiene su diámetro de inyección de poco más de un milímetro, y la presión de inyección oscila entre 60 y 150 (atm). Este tipo de inyectores se utilizan especialmente en los motores de combustión con pre-cámara en los que el aire comprimido tiene una gran turbulencia. En síntesis, este tipo de 124
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inyectores generalmente son instalados en equipos pequeños y de mediana potencia y equipos de inyección indirecta o pre cámara, también llamados motores con cámara auxiliar.
Cerrado
Poco Abierto (Preinyección)
Abierto (Inyección Principal)
Figura 4.11
Síntesis.- La Bomba inyectora realiza la función de entregar combustible a alta presión a los inyectores en el orden de encendido del Motor, el sobrante de combustible pasa a través de una válvula de retorno al tanque. Tipos de inyección
Inyección Indirecta Inyección Directa
a) Inyección indirecta o con pre-cámara La presión de inyección es menor que en la directa, esta presión está comprendida entre 80 y 120 (atm). Al subir el pistón encierra casi la mitad del aire comprimido en la pre-cámara. Las Toberas se comunica con la pre- cámara por los finos orificios de la tobera o pulverizador, el inyector lanza su único chorro de diesel en el aire caliente y agitado de la pre-cámara, donde se da la quema parcial rápidamente; la expansión producida expulsa el resto del combustible sin inflamar (unas dos terceras partes del total), mezclado con el aire muy caliente a la cámara principal donde se termina la 125
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combustión en el interior del cilindro o cámara principal.
Figura 4.12
b) Inyección directa Para este tipo de inyección se emplea un inyector operado directamente por un árbol de levas y situado sobre el centro de la cámara de combustión para inyectar el diesel uniformemente a presiones mayores a 120 bares hasta los 2000 bares de presión, es el caso de inyección Electrónica, la inyección electrónica es un conjunto de dispositivos que controla la inyección y consigue la máxima eficiencia del consumo de combustible consecuentemente la poca emisión de gases tóxicos, un sistema de inyección con estas características proporcionan al motor la rápida ignición, alto rendimiento y facilidad de combustión, es el caso de la nueva versión denominada "common rail" que utiliza el sistema , inyector bomba y envía diesel a cada inyector a 2000 bares de presión, en tanto que el tiempo de inyección se dosifica electrónicamente desde cada inyector. Figura 4.13
11. REGULADO DE LAS BOMBAS DE INYECCIÓN Las bombas de inyección e inyectores precisan de ajustes mecánicos y se recomienda que sean hechos y manipulados solamente por personal calificado. A lo más que debe llegar el conductor es a purgar el aire de la bomba y tuberías del sistema de alimentación, para lo que se tiene un tornillo que se debe aflojar y mediante la válvula de transferencia expulsar las burbujas de aire. Si un inyector deja de funcionar debe desmontarse para comprobarlo; la limpieza de los orificios sólo se hará con herramienta calibrada; en cualquier caso es preferible disponer de un inyector de repuesto, esto es muy importante pues la menor suciedad o manos sucias pueden perturbar el funcionamiento del equipo, estos trabajos deben ser hechos en bancos de pruebas para bombas inyectoras diesel como los que existen en Morales & CIA, permitiéndonos simular la inyección de una bomba y ver la cantidad exacta de combustible 126
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y a la presión que suministra cada elemento de la bomba, es así que el regulado se puede efectuar en forma eficiente.
Reguladores de velocidad o Gobernadores Las bombas inyectoras están provistos generalmente de un regulador o gobernador los mismos son elementos que no les permite pasar a los motores de la velocidad máxima prevista, este control se hace debido a los enormes esfuerzos a las que está sometido sobre todo los motores diesel, la elevación de la velocidad fuera de lo previsto por el fabricante sería extremadamente peligroso para la resistencia mecánica de las piezas o componentes del motor. Estos reguladores de velocidad actúan juntamente con el acelerador, sin interferir con éste, son de tres clases: regulador mecánico o de fuerza centrifuga, neumáticos o de vacío y el hidráulico.
Regulador Mecánico.- El regulador mecánico está compuesto de contrapesos giratorios, montados en un extremo del árbol de levas de la bomba inyectora, que actúan sobre el collar mediante unas palancas acodadas. ESQUEMA DE UN GOBERNADOR MECÁNICO Eslabón del yugo
Pistón de bomba Varilla de control
Palanca del pivote Palanca de control
Tope de plena Carga automático Resorte de contención Árbol de levas de la bomba de inyección.
Cubo del gobernador
Palanca de control
Contra pesos Resorte del gobernador
Perno deslizante con resorte de arrastre
Tuerca de ajuste Brazo de contrapeso
Figura 4.14 Cuando la velocidad aumenta, los contrapesos se separan por la fuerza centrífuga deslizándose sobre sus ejes contra los resortes de contención haciendo oscilar las varillas 127
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acodadas esto para regular las revoluciones, que está en una proporción de 1 a 2 con relación al giro del cigüeñal. 2.-Bombas rotativas Tienen las siguientes características y ventajas entre las convencionales lineales: Menor peso Los caudales inyectados en cada cilindro son rigurosamente iguales La velocidad de rotación máxima es elevada Menor costo, además pueden ser instaladas en cualquier posición
Figura 4.15 Las bombas rotativas o con rotor son muy parecidas al distribuidor de un motor a gasolina, este rotor en su movimiento de giro distribuye el combustible a los cilindros, en estas bombas el mantenimiento es prácticamente nulo, el regulado es sencillo por la buena accesibilidad, son mayormente utilizados en motores de pequeña cilindrada, llevan incorporada una bomba de transferencia y los sistemas de regulación. Es de menor tamaño, trabaja herméticamente cerrado, el mismo combustible hace de lubricante, mucho más sencillo en su configuración, su capacidad de dosificación es limitada por ello se utiliza para vehículos medianos y pequeños de más de 3000 rpm. La bomba rotativa VE es la única que posee un limitador de humos para un turboalimentador.
12. SISTEMAS DE INYECCION ELECTRONICA Introducción a los sistemas de inyección electrónica
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Debido a la evolución muy rápida de los vehículos, el viejo carburador no sirve más para los nuevos motores, este sistema antiguo se ha cambiado por la inyección electrónica la misma que tiene muchas ventajas tales como, evitar la contaminación del aire, economía en el consumo de combustible, mejorar el rendimiento, la potencia y respuestas rápidas en las aceleraciones, etc. Bosch desarrolló sistemas de inyección electrónica de combustible, buscando proporcionar al motor un mejor rendimiento con más economía en todos los regímenes de funcionamiento, y principalmente menor contaminación del aire . Síntesis, los sistemas de inyección electrónica tienen la característica de permitir que el motor reciba solamente el volumen de combustible que necesita, a consecuencia nos garantiza: • Menos contaminación • Más economía • Mejor rendimiento • Arranque más rápido • No utiliza el ahogador (choque) • Mejor aprovechamiento del combustible. Los sistemas Bosch garantizan la óptima performance del motor. Existen muchos tipos de sistemas de inyección electrónica.
Clasificación de los sistemas de inyección electrónica Una de las clasificaciones más escuchadas es la basada en la cantidad de inyectores con las denominaciones de mono punto y multipunto. En los sistemas de inyección mono punto se presenta únicamente 1 inyector el cual proporciona combustible en el colector de admisión. Los sistemas multipunto en cambio tienen 1 inyector por cada cilindro. Otro tipo de clasificación consiste según el lugar donde se inyecte (inyección directa o indirecta), según el número de inyecciones (continua, intermitente) y según su tipo de funcionamiento (inyección mecánica, electromecánica y electrónica). A continuación explicaremos cada uno de ellos en más detalle. La inyección indirecta es la generalmente usada, hace referencia al sistema mediante el cual el combustible es introducido en el colector de admisión sobre la válvula de admisión, mientras que la inyección directa basa su funcionamiento en la inyección de combustible directamente en el cilindro. Esta última es más nueva y se está extendiendo cada vez más a diferentes modelos. 1.-Sistemas de inyección multipunto (Jetronic y Motronic) Utiliza una válvula de inyección para cada cilindro
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Sistemas de inyección etronic Figura 4.16
Figura 4.17 130
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El sistema Le-Jetronic es comandado electrónicamente y pulveriza el combustible en el múltiple de admisión. Su función es suministrar el volumen exacto para los distintos regímenes de revolución (rotación). La unidad de comando recibe muchas señales de entrada, que llegan de los distintos sensores que envían informaciones de las condiciones instantáneas de funcionamiento del motor. La unidad de comando compara las informaciones recibidas y determina el volumen adecuado de combustible para cada situación. La cantidad de combustible que la unidad de comando determina, sale por las válvulas de inyección. Las válvulas reciben una señal eléctrica, también conocido por tiempo de inyección (TI). En el sistema Le- Jetronic las válvulas de inyección pulverizan el combustible simultáneamente. En ese sistema la unidad de comando controla solamente el sistema de combustible. El sistema Le-Jetronic es analógico. Por esa característica no posee memoria para guardar posibles averías que pueden ocurrir. No posee indicación de averías en el tablero del vehículo para el sistema de inyección.
Sistemas de inyección motronic
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Figura 4.18 El sistema Motronic también es un sistema multipunto. Diferente del sistema Le Jetronic, el Motronic trae incorporado en la unidad de comando el sistema de encendido. Posee sonda lambda en el sistema de inyección, que está instalada en el tubo de escape. El sistema Motronic es digital, posee memoria de adaptación e indicación de averías en el tablero. En vehículos que no utilizan distribuidor, el control del momento del encendido (chispa) se hace por un sensor de revolución instalado en el volante del motor (rueda con dientes). En el Motronic, hay una válvula de ventilación del tanque, también conocida como válvula del cánister, que sirve para reaprovechar los vapores del combustible, que son altamente peligrosos, contribuyendo así para la reducción de la contaminación, que es la principal ventaja de la inyección. 2.- Sistemas de inyección mono punto (Mono Motronic) Utiliza una única válvula de inyección para los distintos cilindros del motor
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Figura 4.19 Sistemas de inyección mono – motronic Figura 4.20
La principal diferencia del sistema Motronic es utilizar una sola válvula para todos los cilindros. La válvula está instalada en el cuerpo de la mariposa (pieza parecida con un Carburador). El cuerpo de la mariposa integra otros componentes, que en el sistema Motronic están en diferentes puntos del vehículo, ex: actuador de marcha lenta, potenciómetro de la mariposa y otros más. En el sistema Mono-Motronic el sistema de encendido también se controla por la unidad de comando. Los
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sistemas Motronic y Mono Motronic son muy parecidos, con respecto a su funcionamiento, la diferencia es la cantidad de válvulas de inyección.
13. MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE INYECCIÓN El mantenimiento que se hace en las bombas de inyección diesel es el siguiente: Comprobación del caudal y presión de inyección. Cambiar filtros de diesel periódicamente o de acuerdo a las necesidades, revisar el circuito de diesel. Revisar las conexiones de mangueras y las tuberías para que no exista ingreso de aire. Calibrar en un centro especializado tanto la bomba e inyectores Desmontar los inyectores para su revisión y comprobación según las instrucciones del fabricante (cada 50.000 Km.). (Comprobación de la tensión del resorte de regulación ) Los problemas por falta de mantenimiento preventivo de la bomba de inyección se traduce en el “desgaste sobre todo del conjunto elemento e inyectores”, a conse cuencia tendremos emisión de humo negro por el escape, fuerte golpeteo del motor, pérdida de potencia, sobrecalentamiento, fallos de encendido y mayor consumo de combustible. También es frecuente que el resorte del inyector en el que está regulado la presión de inyección este rendido, dándonos un cierre y apertura de inyección de diesel pulverizado a la cámara de forma irregular. GPor lo que concluimos que, el sobrecalentamiento y las pérdidas de potencia del motor, no son solamente, por la falta de lubricante, desgaste de los cilindros, pistones y anillas, falta de refrigerante, falla en la bomba de aceite, obstrucción de los filtros y sobre carga, sino también por fallas en el sistema de inyección. De la misma forma el humo negro por el escape, no es solamente por existir el desgaste en los cilindros o anillas del motor, sino también por problemas de regulado de los elementos de la bomba de inyección y los inyectores, finalmente la contaminación del aceite a consecuencia de ello se tiene la degradación del aceite y el desgaste del motor.
CAPITULO VIII MANTENIMIENTO DE CARRILES “SISTEMAS DE RODADO” 1. INTRODUCCIÓN El sistema de rodado comprende, de los carriles o cadenas, el bastidor, los rodillos, la rueda motriz, la rueda guía, el mecanismo de tensión, ellos representan el 30% del costo de compra del tractor y el 50% del costo del mantenimiento del tractor, esto hace que la operación y el mantenimiento del sistema de rodado sea una de las mayores preocupaciones de los compradores y talleres de servicio. Los sistemas de rodado son de construcción fuerte para el uso en condiciones de suelo lodoso, rocoso o suelto, sin embargo, la operación inadecuada genera choques violentos y diferentes tipos de desgastes en las piezas de los carriles ajustados y bien distribuidos.
2. PARTES DEL SISTEMA DE RODADO a)
Carril o Cadena.- El carril o cadena sin fin comprendida de eslabones, bujes, pernos y zapatas , cada sección del carriles comprende un par de eslabones dos zapatas sujetos juntos con bujes y pasadores en los extremos, las zapatas vienen montados en los eslabones de manera que la sección no se separe.
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ZAPATA BUJE
ESLABON REGULAR
OREJA
TUERCAS
ESLABON MAESTRO PASADOR MASESTRO
ANILLO DE RESORTE PASADOR SIMPLE
ESLABONES Y ZAPATAS DE CARRIL
Figura 5.1
Figura 5.2 Eslabones
El tractor tiene dos juegos de carriles o cadenas, uno en cada lado de la máquina, cada juego de carril contiene siete partes y ellos son.
* Carril o cadena sin fin compuesto de zapatas, eslabones, bujes, pasadores, pernos. * Rueda dentada impulsora – propulsa el carril. * Rodillos - sostienen y alinean el carril. * Tensor delantero - mantiene la tensión del carril. * Mecanismo de tensión – ajusta la tensión del carril. * Guardas de rodillos – protegen los rodillos y guían el carril. * Bastidor – sostienen todas las partes del carril.
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Figura5.3 b) Zapata.- Es el elemento que está colocada en cada sección, tiene la función de proporcionar tracción, las zapatas tiene garras u orejas las mismas que varían en función al uso “condiciones de trabajo o tipo de suelo.”
Tipos de Zapatas.
Figura 5.3 Existe diversos tipos de zapatas, tales como, tipo estándar, las mismas que son bastante utilizadas y nos proporcionan excelente servicio en la mayoría de las condiciones de suelo, tales como suelo arcilloso, sedimentos y grava, Zapatas para nieve , estas zapatas tienen ranuras que evitan que la nieve y el hielo se empaquen en los carriles, Zapatas multi - orejas bajas, tienen la característica de brindar mayor maniobrabilidad al carril, estas zapatas trabajan bien en terrenos duros y lisos, así como en condiciones lodosas o húmedas, generalmente se usan en palas cargadoras, aún existe las zapatas de hule, son utilizadas en pisos o superficies lisas que podrían dañarse por carriles escabrosos. La vida de servicio de este tipo de zapatas es relativamente corta en comparación de las zapatas de acero.
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También hay disponibles zapatas especiales, para condiciones extremas o anormales, por ejemplo para uso en condiciones abrasivas, hay otras zapatas para condiciones de terreno rocoso que se endurecen con el trabajo a medida que se usan. Por otra parte también hay Zapatas para carriles más anchas para condiciones especiales “material suelto de forma que permita la flotación”.
c)
Rueda dentada “impulsora”.- Esta rueda es impulsada por el piñón del mando final del tractor y transmite potencia al carril. Los dientes de la rueda entran en contacto con el buje del carril en revoluciones alternas debido al número de dientes que tiene. d) Rodillos.- Existen dos tipos de rodillos, los rodillos porta carril “rodillos simples” y los rodillos de pestañas dobles que son montados en el fondo o parte inferior del bastidor. Los rodillos simples o porta carril sostienen el peso de la parte superior del carril evitando que se pandee, con lo que se evita que exista latigazos excesivos en el carril.
Rodillos Porta Carril o Simples
Figura 5.4
Rodillos de Pestañas Dobles
Los rodillos de pestañas dobles montados en el fondo del bastidor cumplen diversas funciones a) sostienen una gran parte del peso de la máquina, b) sirven de guía al carril y están colocados cerca uno del otro, c) nos permite obtener una presión uniforme en el carril a medida que esta ruede o gire y haga contacto con el suelo, d) también hace que el peso este distribuido uniformemente sobre el fondo del carril proporcionando al carril gran tracción y flotación. e) Tensor Delantero o Rueda Guía.-
Sostiene el carril durante el funcionamiento, hace parte de ello un resorte que proporciona una tensión constante pero flexible en el carril a través del mecanismo o cilindro hidráulico que nos permite apretar o aflojar el carril.
Figura 6.4 Tensor Delantero
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f) Guarda Rodillos.- Estos elementos protegen a los rodillos contra rocas u otras obstrucciones, también ayudan a mantener el carril libre de basura impidiendo su entrada a las cadenas del carril. g) Bastidor.- El bastidor es un elemento que sostiene todas las partes del carril, es el elemento en el que se sujeta los componentes del carril en sus lugares, el tensor delantero se desliza en el bastidor, los rodillos están montados en el mismo y los guardas de los rodillos también están sujetos en este, es necesario indicar que la rueda dentada o motriz no está sujeta por el bastidor, conforme se ha indicado este elemento generalmente esta sostenida por el eje de mando final y la caja de embrague de la dirección. Existiendo algunas máquinas en el que, el eje de la rueda dentada esta sostenida por el bastidor. 3. TIPOS DE PASADORES, BUJES Y DESGASTES 1.- Pasadores lubricados y pasadores no lubricados
Figura 6.5 Los pasadores lubricados tienen conductos en el que se sella el lubricante y que fluye entre la pared interna del buje y externa del pasador.
2.- Tipos de desgastes de los bujes - Interno - Externo Desgaste interno, en el análisis de los mismos es necesario indicar que, en la actualidad todos los carriles vienen con sus pasadores sellados y lubricados, debido a que es necesario obtener menores costos de operación y de mantenimiento por lo que debe sellarse el lubricante dentro los pasadores y bujes para mantener los materiales abrasivos fuera de los espacios internos entre el pasador y buje, sellar el área del abocardado del eslabón. Las ventajas del carril sellado y lubrificado son:
Retarda significativamente el comienzo de desgaste interno entre el pasador y buje.
Nos da mayor duración del carril, mayor el tiempo de vida útil del pasador y el buje comparado con el periodo de vida útil del eslabón.
Menos mano de obra en la reparación de los bujes y pasadores.
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Modifica el perfil de la rueda dentada o rueda motriz.
Todo desgaste se da estando la maquina en operación o movimiento, en el caso de los bujes del sistema de rodado se identifican tres tipos de desgaste siendo ellos en situaciones de avance, de retroceso y desgaste radial, se denomina también: a) Lado de propulsión o avance b) Lado de propulsión de retroceso c) De desgaste radial o vertical DESGASTE DEL BUJE (Causado por interferencia de la acumulación o compactación de material entre en buje y la rueda dentada)
LADO DE PROPULSIÓN DE AVANCE (Operación de retroceso en la parte superior de la rueda dentada)
LADO DE PROPULCION DE RETROCESO (Operación de avance en la parte inferior de la rueda dentada)
POSICIÓN DE DESGASTE RADIAL O VERTICAL
Nuevo perfil de la rueda (Desgaste deslizante en avance Nuevo perfil deolaretroceso rueda todas las posiciones en la rueda dentada)
NUEVO PERFIL DE LA RUEDA DENTADA SELLADA Y LUBRICADA
Figura 6.6
Diferencias: 1. Más espacio en la acumulación de Nuevo material y de un laperfil perfil ruedamás redondeado en la raíz. 2. Punta de dientes más cortas y redondeadas para reducir la interferencia del material acumulado en el buje desde la parte superior e inferior durante su entrega y salida. 139
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Tensión de Carriles.- La vida útil de los carriles es función directa de la tensión del carril y el alineamiento. Es decir depende, de que si, el carril está demasiado apretado, demasiado flojo, o demasiado desalineado. Por lo que se recomienda mantener el carril correctamente tezado y alineado, y las revisiones sean frecuentes.
La tensión adecuada del carril generalmente esta entre 11/2 a 2 pulgadas y se mide entre el punto medí distante entre el rodillo superior y el tensor delantero. A Seguir diagramas ilustrativos de los efectos de la tensión comparativamente con la flexión y otra del desgaste del buje comparativamente con la flexión del carril.
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Figura 6.7
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Figura 6.8
Problemas de Carril Apretado.- Cuando un carril está demasiado apretado existirá una gran cantidad de fricción entre los pasadores, bujes y los dientes de la rueda motriz, entre rodillos y los eslabones del carril que se articulan y se mueven al recorrer alrededor de la rueda Tensora o Motriz y de la rueda dentada. En síntesis, la fricción causa a) desgaste acelerado de los pasadores, bujes, eslabones, rueda dentada y tensor, b) la fricción de un carril apretado también roba potencia al Motor, c) un carril demasiado apretado ocasiona calentamiento durante la operación haciendo que se pierda la dureza de los pasadores, bujes, finalmente un ajuste extremadamente apretado ocasiona rotura del piñón de mando.
Problema del Carril Flojo.- Un carril flojo, a) no conserva el alineamiento correcto y tiende a salirse de los rodillos al dar la vuelta el tractor, b) genera desgaste laterales en las pestañas del tensor o rueda guía, en las pestañas de los rodillos y lados de los dientes de las ruedas dentadas, c) un carril flojo dará latigazos a velocidades altas de marcha, produciendo cargas de impacto en los rodillos superiores o porta carriles d) un ajuste flojo también permite que los dientes de la rueda dentada salten fácilmente, especialmente cuando está en reversa causando desgaste innecesario a los
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dientes y bujes de los carriles. Otro problema de operar con carriles flojos especialmente con tractores grandes es la dificultad de mantener el alineamiento de los rodillos sobre todo si el tractor está operando en roca o si está sujeto a cargas laterales por terrenos accidentado o con laderas. Por ejemplo, un tractor que esté operando en roca y en ladera de vez en cuando tendrá las partes delanteras y traseras del carril en roca más grandes y el centro del fondo del carril flojo, suspendido libre sobre el suelo, al moverse el tractor las pestañas de los rodillos se subirán en los eslabones de los carriles. Esto causa que se bisele los bordes de los eslabones y que se desgasten rápidamente las pestañas de los rodillos.
Alineamiento de Carriles.- Si los lados de la rueda dentada o rueda motriz y las pestañas del tensor delantero evidencian grandes desgastes probablemente el carril no está alineado. Tensor
Barra menos despejo en este
Para alinear el tensor remueva Vía de cadenas de carriles
Tensor
Para alinear el tensor Tensor
El tensor no está alineado con el rodillo y rueda dentada
Tensor
Mensura de Tensor
Mensura de tensor
Bastidor
Bastido
El tensor no está centrado Figura 6.9
El tensor no esta verticalmente alineado
La rueda dentada o motriz, los rodillos y el tensor o rueda guía deben estar alineados. El bastidor y los rodillos por lo general se alinean primero con la rueda dentada, luego el tensor se alinea con los rodillos y la rueda dentada, la mayor parte del des alineamiento ocurre en el tensor, en la figura se ve ejemplos típicos de des alineamiento del tensor. Cuando el tensor o rueda guía no está alineado con los rodillos y la rueda dentada , el lomo del tensor, los eslabones del carril, los lados de la rueda motriz y las pestañas de los rodillos se desgastaran rápidamente.
Síntesis La alineación apropiada del bastidor de rodillos, rueda guía y rueda dentada o motriz es importante para evitar el desgaste acelerado y desigual en los componentes móviles del tren de rodado, los desgastes se dan en las bandas, pestañas de los rodillos, rieles de los eslabones y sus lados, como regla general, cualquier diferencia en el patrón de desgaste entre izquierda y derecha interior, exterior, delantera y trasera pueden ser por la alineación indebida de una o más partes del bastidor.
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4. PROBLEMAS, CAUSAS Y EFECTOS DEL DESALINEAMIENTO Convergencia Horizontal y/o Divergencia Horizontal.
Es cuando los carriles vistos desde arriba se verifica que uno o ambos bastidores de rodillos no están paralelos con la línea del centro del tractor. Causa.- por esfuerzo diagonal el bastidor de rodillos esta temporal o permanente mente doblado. Efecto.- Desgaste desigual cuando se compara la parte inferior con la parte exterior del rodillo, y las pestañas de la rueda guía y lados de las rieles. El estado de los rodillos empeora progresivamente, desde los delanteros hasta los posteriores, todos desgastes típicos del des alineamiento Solución.- Enderezar los refuerzos diagonales y reparar los cojinetes de montaje.
INCLINACIÓN Cuando visto desde la parte delantera o trasera, el bastidor de rodillos está inclinado hacia el tractor o viceversa. Causa.- El esfuerzo diagonal esta doblado permanentemente, y los montajes y cojinetes están rotos. Efecto.- Desgaste desigual cuando se compara la parte interior de la rueda guía del rodillo, las bandas o pestañas del eslabón. Desgaste desigual en los rodillos, desde los delanteros hasta los traseros. Solución.- Enderezar el esfuerzo diagonal y/o reparar los cojinetes de montaje.
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ARCO
Es similar a la convergencia y divergencia horizontal, pero el bastidor de rodillo esta doblado hacia fuera o hacia adentro en relación al tractor. Causa- El bastidor de rodillos esta doblado. Efecto.- Es similar a convergencia y divergencia horizontal, excepto que no afecta los rodillos posteriores.
TORCIMIENTO Es similar a la inclinación, pero el bastidor del rodillo esta torcido, causando la inclinación en el extremo delantero del rodillo únicamente. Causa.- El bastidor del rodillo esta torcido alrededor de un eje horizontal paralelo al tractor. Efecto.- Es similar al de inclinación, excepto que no afecta los rodillos posteriores. Solución.- Enderezar el bastidor de rodillos.
MONTAJE DE LA RUEDA GUIA Convergencia o Divergencia Horizontal. Cuando vista desde arriba la rueda guía no está paralelo con la línea de centro del bastidor de rodillos. Causa- Las secciones en caja de soporte de la rueda guía están dobladas, o el yugo de la rueda guía esta doblado. Efecto.- Se desgasta mayormente los lados de los rieles y pestañas. Puede afectar el desgaste de las pestañas de los rodillos delanteros. Solución.- Enderezar la sección en caja de soporte de la rueda guía o el yugo.
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Desplazamiento Lateral. Cuando vista desde, arriba, la rueda guía esta paralela al bastidor de rodillos, pero motiva hacia el tractor o viceversa. Causa.- El número de láminas es incorrecto. Efecto.- Desgaste selectivo en la pestaña interior o exterior de la rueda guía o lado interior del riel puede afectar los rodillos delanteros si tal condición es severa. Solución.- Poner el número correcto de láminas.
Torcimiento Inclinación. Cuando vista desde arriba la rueda guía se ladea para inclinarse hacia afuera del plano vertical. Causa.- El bastidor de la caja de soporte de la rueda guía esta doblado (parte interior y/o exterior hacia arriba y/o hacia abajo en relación reciproca). Efecto.- El mismo que el de convergencia u de divergencia horizontal. Solución.- La mismo que el de convergencia y divergencia horizontal.
Convergencia y Divergencia Horizontal. Cuando vista desde arriba la rueda motriz no está paralela a la línea de centro del bastidor de rodillos. Cusa.- El eje de rueda motriz esta doblado hacia delante o hacía atrás. Efecto.- Desgaste en ambos lados interiores del eslabón y ambos lados del segmento. Solución.- Enderezar o reemplazar el eje de rueda dentada.
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Torcimiento Cuando vista desde atrás, la rueda motriz se ladea o inclina hacia adentro o hacia fuera con respecto al bastidor de rodillos. Causa.- El eje de la rueda motriz esta doblado hacia arriba o hacia abajo. Efecto.- El lado interior o exterior de la rueda motriz y lados interiores del riel están desgastados selectivamente, lo que podía afectar las pestañas de los rodillos retrasados. Solución.- Reubicar la rueda motriz en el eje.
Desplazamiento Lateral. Cuando vista desde arriba o desde atrás la rueda motriz será paralela, pero movida hacia adentro o hacia fuera con respecto al tractor de rodillos. Causa.- La rueda motriz no ha entrado a distancia apropiada en el eje. Efecto.- El lado interior o exterior de la rueda motriz y los lados interiores del riel están desgastados selectivamente, podría afectar las pestañas de los rodillos. Solución.- Reubicar rueda motriz en el eje.
5. CONSIDERACIONES GENERALES DE LOS PROBLEMAS. 1.- Cuando más grande y pesada sea la maquina el impacto será más severo, también mayor será la probabilidad de problemas de des alineamiento temporales y permanentes. 2.- Los problemas de desalineación de la rueda guía, del bastidor de rodillos y la rueda motriz afecta a todos los eslabones. 3.- Los problemas de desalineación del bastidor de rodillos y de la rueda motriz afectaran en forma desigual a los rodillos, gradualmente desde los delanteros hasta los traseros y las pestañas desde los interiores hasta los exteriores. 4.- El enderezamiento horizontal del bastidor de rodillos no afectara la cadena pero si afectará las bandas de rodillos delanteros y/o traseros. 5.- La cadena sinuosa no causara tanto daño en comparación al causado por la desalineación. 6.- Los rodillos superiores se pueden usar como una buena indicación visual de la alineación del bastidor de rodillos pero no son confiables como comparar los rodillos Interiores. 7.- Si el lado izquierdo del tractor tiene patrones de desgaste del tipo de desalineación diferente de los del lado derecho, probablemente el problema se debe a causas permanentes más bien que temporales (cargas de trabajo). 8.- Las cargas desequilibradas debidas a la operación en laderas resultaran en patrones de desgaste similares desde la parte delantera hasta la trasera, y desde el lado izquierdo al derecho en todas las partes afectadas.
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9.- Si se cree que hay desalineación es importante que antes de instalar nuevos componentes en el tren de rodaje, lo menos que debe hacerse es medir el grado de des alineamiento y corregirse completamente. 10.- La cadena muy apretada aumenta el efecto de los problemas de desalineación de toda clase, porque aumenta las cargas entre los componentes interferentes. Para una descripción más completa y referencia de patrones de desgaste específicos que puedan ser causados por desalineación, vea las secciones bajo el título de cada componente (Eslabón, rodillo, etc.) Relativas a las interpretaciones de desgaste.
Forma de verificar.- Para determinar si el tensor o rueda guía está alineado con los rodillos y la rueda dentada o motriz se conduce hacia delante sobre suelo nivelado por una distancia de aproximadamente de 30 metros, se para la maquina sin tocar las palancas de dirección y se examina la posición de los eslabones del carril con relación a las pestañas del tensor delantero, la figura nos muestra la forma del carril cuando el tensor no está alineado con los rodillos y la rueda dentada , generalmente esto se debe al desgaste en ambos lados del tensor, se resuelve removiendo los calces de ajuste del tensor, para verificar si está alineado debe repetir la operación anterior de conducir por otros 30 metros.
Figura 6.10 Otro tipo de alineamiento, es el tener los carriles alineados uno con el otro y con la máquina, esto significaría verificar la convergencia y divergencia, algunos fabricantes no recomiendan este método y si recomiendan que los dos carriles estén paralelos uno con el otro y con la máquina. Cuando se tiene dificultad de alinear algún componente debe revisarse el bastidor, verificar que este elemento no esté torcido.
Des alineamiento del Tensor. Cuando el tensor o rueda guía no está alineado con los rodillos y la rueda dentada o motriz, para corregir el alineamiento cuando el desgaste este en ambos lados del tensor, se remueve los calces de ajuste del tensor, estos calces por lo general están colocados entre el lado inferior del bastidor y la mensura del tensor, y entre el lado superior del bastidor. Su verificación consiste conforme se ha
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indicado conduciendo hacia delante unos 30 metros, si el alineamiento no puede lograse removiendo los calces, revise si el bastidor no está deformado.
6.
DIAGNOSTICO DE DESGASTE DEL CARRIL
El secreto del constructor de máquinas pesadas está en darle dureza a los componentes del carril, a pesar de ello debemos reconocer que el desgaste es mayor en unidades más grandes que operan a velocidades más altas y más caballaje. El saber verificar y entender el desgaste de los carriles y como remediarlos es la mayor dificultad del personal que hace mantenimiento en equipos pesados tales como tractores de orugas a continuación trataremos de indicar algunas.
Desgaste de la rueda dentada o impulsora.- El desgaste de la rueda dentada es dado sobre todo por las cargas impuestas, los tipos de terrenos, la abrasividad y el contenido de humedad del suelo. Este desgaste se ha reducido por el desarrollo en el diseño de los dientes o labrado para controlar la forma, el diámetro de la raíz, dándonos un perfil de los dientes más cortos y redondeados para reducir la interferencia del material acumulado en el buje. Tipos de desgaste:
Figura 6.10
Desgaste del Lado de Mando — se da cuando se opera hacia delante. Desgaste del Lado de Mando en reversa — se da cuando se esta operando en reversa. Desgaste por Subida -- Es fruto de la inclinación que asume el carril. Desgaste de la Raíz --- Se da cuando el buje se desliza de un lado a otro por el desgaste de estos elementos. Desgaste Giratorio --- Se da cuando el buje gira al comienzo de la marcha hacia adelante. Desgaste de la punta del Lado de Mando en Reversa --- Se da cuando la inclinación de la rueda dentada sea mayor que la inclinación del carril “problema de des alineamiento”.
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Figura 6.11
Desgaste de los Pasadores y Bujes.- El pasador maestro y el buje se desgastan más rápido que los otros pasadores y bujes, debido a que tienen menor área de contacto entre el pasador y buje maestro, la experiencia ha demostrado que el reemplazo periódico del pasador maestro reduce el desgaste en los pasadores y bujes adyacentes, esto a la ves reduce el desgaste de los dientes de la rueda dentada. “al desgastarse los pasadores y bujes el carril se hace más largo y es necesario ajustarlo”. Por la dificultad en el proceso de desarmado y armado, modernamente el pasador maestro ha sido sustituido por eslabón dentado y pernos. Tipos de desgaste de los Pasadores y Bujes.- Se tiene dos tipos de desgastes Interno y Externo.
Figura 6.12
Desgaste Externo.- Se da en los bujes en el área de contacto con los dientes de la rueda dentada o impulsora, la que representa aproximadamente 1/3 parte de la superficie del buje del carril, a objeto de continuar aprovechando el buje y el pasador deben girarse antes de que se desgaste más que sus límites, el giro es de 180 grados. Desgaste Interno.- Se da entre el diámetro exterior del pasador y el diámetro interno del buje, este desgaste puede determinarse midiendo la distancia de centro a centro entre los pasadores del carril. Una señal de este desgaste es cuando el carril está demasiado flojo. El permitir que los pasadores y bujes operen hasta su destrucción puede ocasionar la depreciación de todos los componentes del carril afectados por la operación del mismo con un ajuste flojo, además la inclinación de un carril con pasadores o bujes muy desgastados es mayor que la inclinación de los dientes de la rueda dentada o impulsora en condiciones normales afectando a este elemento. A objeto de minimizar el desgaste entre el diámetro
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externo del pasador y el diámetro interno del buje, modernamente vienen los bujes y pasadores lubrificados.
Reparación o giro de pasadores y bujes.- Para tomar esta decisión debe verificarse sobre todo: El desgaste externo de los bujes. Debe verificarse el desgaste externo de los pasadores e interno de los bujes y deben ser medidos a través de varios eslabones del carril. Revisar las líneas de desgaste en el lado de mando de los dientes de la rueda dentada. Es necesario indicar que en operación en reversa se da con mayor rapidez el desgaste de los pasadores y bujes del carril, debido a que la plena carga está concentrada en un solo diente de la rueda dentada. En la marcha adelante las cargas están distribuidas sobre varios dientes, finalmente debe indicarse que el desgaste aumenta a medida que se aumenta la velocidad.
Desgaste de los rodillos.- Todos los rodillos del sistema de rodado del tractor no se desgastan al mismo ritmo por lo que se recomienda se intercambien en una manera semejante al intercambio de los neumáticos de una movilidad, esto con la finalidad de extender la vida útil del conjunto, si se hace esto es necesario hacerlo en la mitad de su vida de servicio. Es muy importante que las pestañas de los rodillos delanteros y traseros estén en buenas condiciones para guiar correctamente el carril por los rodillos intermedios y la rueda dentada. Medición de desgaste de los carriles.- La medición de desgaste de los diferentes componentes de los carriles se lo hace utilizando instrumentos sencillos tales como , reglas, cintas de medir, indicadores de profundidad y calibres, se lo hace tomando como referencia los desgastes limites indicados por el fabricante, información con la que debemos determinar si los diferentes elementos del carril deberán reacondicionarse o no. Los fabricantes nos proporcionan indicadores de desgaste como referencia los mismos que solo indican que una determinada pieza esta medio desgastada, desgastada en exceso de los límites etc.
Desgaste del rodillo
Desgaste del pasador y buje
Desgaste del tensor
Figura 6.13
Medida De desgaste de pasadores y bujes.- Para hacer la medición de desgaste de los pasadores y bujes consecuentemente de los carriles se hace que los carriles este tieso, este método consiste en colocar un pasador viejo en el carril entre los dientes de la rueda y retroceder hasta que la flojedad este quitada del carril, luego se mide desde el lado de cualquier pasador a través de varios
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eslabones hasta el mismo lado del otro eslabón examine figura, es necesario que no se incluya el pasador maestro si fuera de la serie o modelo, a seguir aquí debe dividirse esta medida por el número de eslabones que se midió, dándonos como resultado cuanto se han desgastado los pasadores y bujes internamente en relación a las medidas del fabricante. Medida del desgaste de eslabones.- Para establecer al desgaste de los eslabones se mide la altura del eslabón con un indicador de profundidad y se compara con las especificaciones del fabricante “indicador de desgaste como referencia” Medida de desgaste de las Zapatas.- Se mide la altura de las orejas o nervio de la zapata con un medidor de profundidad, por comparación con la medida del fabricante se sabe cuánto esta desgastada. Medida de desgaste de los Rodillos.- Se mide el diámetro del rodillo con un compás o calibre especial y luego se transfiere esa mediada o diámetro a una regla y se compara con las tablas de límites de desgaste que el fabricante nos proporciona, verifique figura. Medida de desgaste del Tensor.- Para medir el desgaste del tensor es necesario medir la altura de las pestañas con un indicador de profundidad y comparar con las especificaciones de las tolerancias del fabricante.
Desgaste de pasadores y bujes
Desgaste de eslabones
Desgaste de zapatas (orejas)
Figura 6.14
Resumen: problemas de ajustes incorrectos del carril Carril Demasiado Flojo 1.- Desgaste extremadamente rápido de los pasadores y eslabones del carril. 2.- Desgaste innecesario y rápido en los lados de la rueda dentada impulsora, dientes y pestañas de la rueda tensora. 3.- Posible daño o rotura de la rueda dentada impulsora, tensora, bastidores laterales y rodillos. 4.- El carril puede que salte de la rueda dentada estando en operación, tanto hacia delante como en reversa. El carril puede que salga de los rodillos al virar el tractor. 5.- El carril hace mucho ruido. 6.- Acumulación frecuente de basura en el carril.
Carril demasiado apretado 1.- Grande pérdida de potencia en la barra de tiro y de velocidad en marcha. El tractor no mantendrá su carga de régimen. 2.- El tractor se desvía hacia la izquierda o derecha, dependiendo cuál de los carriles este apretado. 3.-Rotura del Piñón de mando 4.- Desgaste rápido de los pasadores, bujes y eslabones del carril. 5 Desgaste rápido y excesivo de la rueda dentada y ruedas tensoras. Esfuerzo extraordinario en todo el sistema del carril, debido a la perdida de flexibilidad. 6.- Desgaste innecesario en los cojinetes y sellos de aceite de los mandos finales. 7.- Desgaste anormal del embrague de dirección.
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7. REPARACION DE LOS CARRILES El mayor problema de servicio con los carriles o cadenas es el desgaste de los pasadores y bujes. Como se indicó anteriormente los pasadores y bujes desgastados debe girarse 180 grados para restaurarlos, esto siempre y cuando el desgaste no estuviera fuera de los límites recomendados. Debido a que los pasadores y bujes del carril son fabricados de un material extremadamente duro y tienen un ajuste forzado, el carril no puede ser desarmado y armado sin el uso de una prensa de carriles, estas prensas de carriles son construidas en muchas formas por diversos fabricantes, existiendo inclusive prensa montadas en carros de remolque para el uso en el sitio de trabajo. La reparación de los rodillos, rueda motriz o dentada, ruda guía consiste en el cambio de los retenes, relleno de la superficie externa con electrodos especiales controlando las medidas de desgaste y las del fabricante.
8. RECOMENDACIÓNES PARA LA CONCERVACION DE CARRILES La conservación de los carriles depende sobre todo la buena o mala operación y de los cuidados de mantenimiento e inspección a cargo de personal especializado, a los operadores debe recomendarse lo siguiente. 1.- No hacer patinar los carriles “aplicar gradualmente las cargas” 2.- Evitar operaciones con velocidades altas tanto en trabajos para adelante, reversa, y traslados por sus propios medias distancias largas. 3.- No manejar en concreto o superficies duras “evitar en lo posible” 4.- Conservar colocadas las guardas de los rodillos especialmente al trabajar en roca. 5.- Limpie el lodo empacado después de operar en condiciones lodosa, “Los carriles lodosos causan problemas si no se limpia antes que se aterrone el lodo, perjudica el funcionamiento correcto sobre todo cuando están aterronados con lodo duro o rocas, es frecuente que las rocas empacadas causen que el carril trabaje muy apretado, “dando como resultado desgastes adicionales y esfuerzos en los carriles.” 6.- Revisar la tensión de los carriles con más frecuencia cuando se opera en lodo, nieve, arena, terrenos escabrosos y rocosos. 7.- No estacionar en ladera, debido a que los sellos de los rodillos quedan sometidos a esfuerzos adicionales. 8.- No aplicar grasa en la grasera del ajustador hidráulico o tensor, excepto al ajustar la tensión. “Si se aplica sobre - apretara el carril”.
9. BENEFICIOS DE LOS, PASADORES, BUJES, SELLADO Y LUBRICADOS 1.- Elimina y/o retarda significativamente al comienzo del desgaste interno entre le pasador y el buje, debido a que en el interior del pasador y buje se sella el lubricante que tiene una viscosidad de 30, pero el mejor poder de recubrimiento en las piezas “equivalente al 90 W E.P. aceite de embrague”. 2.- Reduce el consumo de piezas y mano de obra de reparación en los pasadores y bujes durante el mismo periodo de vida útil de carril.
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CAPITULO IX PRINCIPIOS BASICOS DE GESTION DEL MANTENIMIENTO Y ADMINISTRACION 1. GESTIÓN Del latín gestio. El concepto de gestión hace referencia a la acción o efecto de administrar. A objeto de realizar tareas que nos conduzca al logro de un deseo cualquiera u objetivo” realizar una determinada cantidad de obras dentro de estándares establecidos durante un tiempo predeterminado”, también se tiene el termino de gestionar que significa realizar un conjunto de trámites y tareas que se lleven a cabo para concretar un proyecto o alcanzar un objetivo establecido. En el caso especifico que nos ocupa, gestión de mantenimiento persigue un solo objetivito. " MÁXI MA DI SPONI BI LI DAD DE LOS EQUI POS AL MÍ NI MO COSTO" Para alcanzar este objetivo de Máxima Disponibilidad al Mínimo Costo debe cumplirse con las exigencias a seguir indicados. Disponer mano de obra en la cantidad suficiente y tener el nivel de organización necesario y adecuado. Que la mano de obra esté suficientemente calificada para realizar las tareas que sea necesario llevar a cabo. Que el rendimiento de dicha mano de obra sea lo más alto posible. Disponer de las herramientas más adecuadas para llevar a cabo las reparaciones que sea necesario. Que los insumos que se empleen en el mantenimiento cumplan los requisitos necesarios por ejemplo grasas y otros. Que el dinero gastado en insumos, repuestos y otros materiales sea el más bajo posible. Que se disponga de los métodos de trabajo más adecuados para realizar las tareas de mantenimiento. Que las reparaciones que se efectúen sean confiables, es decir, no vuelvan a producirse en un largo periodo de tiempo “ o duren el tiempo establecido. ” Que las paradas de la planta productiva y/o equipos de prestación de servicios sean planificadas o programadas de forma que no afecten al Plan de Producción industrial o de prestación de servicios, y por tanto, no afecten a los clientes (externos o internos). Se debe disponer de información útil y fiable y oportuno sobre la evolución del mantenimiento que permita a los responsables tomar decisiones, informaciones tales como, costos de mantenimiento en relación a la producción, costos de mano de obra, repuestos inmovilizados y otros.
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AUDITORÍA DE UNA GESTIÓN DE MANTENIMIENTO. La auditoría de una gestión de mantenimiento tiene el objetivo de Comparar la situación actual de un departamento de mantenimiento con uno que es I deal, es decir verifica si se cumple o no, con los puntos anteriormente mencionados, por lo tanto, realizar una auditoría de la gestión mantenimiento no es otra cosa que verificar en qué medida se cumple o se realiza cada uno de los puntos anteriores indicados.
Determinar si la gestión o tareas que se llevan a cabo en todo el proceso relacionados con el mantenimiento son las adecuadas.
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Funcionar como herramienta de mejora o corrección , ya que detecta los puntos que no se gestionan o realizan correctamente. Proponer acciones útiles y rentables, “hágase esto o el otro de una forma u otra ” Determinar si la organización es la adecuada para el buen funcionamiento del departamento de mantenimiento.
PROBLEMAS HABITUALES QUE LA AUDITORÍA DETECTA EN LA GESTIÓN DEL MANTENIMIENTO
Estructura de personal poco adecuada, asignación inadecuada de funciones al personal “Organigrama inadecuado”.
Falta o exceso de personal Mala planificación, dependiendo de las características de la empresa (se da el caso que no exista personal presente en momentos claves) Falta de formación del personal, (no improvisar, el personal debe tener mínimamente conocimiento de los procesos, de la interacción de las Maquinas del sistemas productivos y/o empresas de prestación de servicios y del funcionamiento) Falta de repuestos en almacenes Desorden y falta de inventarios Almacén mal dimensionado Falta de herramientas claves Fallas en el mantenimiento y/o en el plan de mantenimiento No se realiza mantenimiento preventivo El plan de mantenimiento no es adecuado Problemas diversos de seguridad Fallas en los permisos de trabajo Fallas en los pedidos de repuestos o materiales de mantenimiento. Falta de mentalización en el uso de Equipos de protección individual.
RESUMEN: El objetivo principal de una auditoría de gestión de mantenimiento es identificar todos aquellos puntos susceptibles de optimización y proponer cambios organizativos y de gestión que supongan una mejora del sistema de mantenimiento actual
2. ORGANIZACIÓN E IMPLEMENTACION DE PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO Definir el tipo de mantenimiento e implementarlo tomando encuentra los objetivos y estrategias totalmente definidas por la empresa, la estrategia tiene que ver con acciones tales como saber ¿qué hacer , como hacer, cuando hacer y con qué? Es necesario indicar que, para que un programa o tipo de mantenimiento tenga éxito se debe implementar tomando en cuenta los puntos a seguir indicados que son:
En lo Administrativo. 1. Los objetivos, criterios y estrategias establecidas deben traducirse en acciones que estén orientadas a obtener ventajas competitivas.
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2.- Debe coordinarse con todas las áreas que están involucrados en el proceso productivo o de prestación de servicios “ a nivel de todo el sistema de producción o prestación de servicios ”, hacen parte del sistema de producción industrial o de prestación de servicios, los Ingenieros, operadores, mecánicos ayudantes mecánicos y el entorno de la planta. 3.- Debe implementarse tomando en cuenta políticas modernas de manejo administrativo “participación abierta ”, lo que permite optimizar la utilización de recursos humanos, materiales , motiva la creatividad y la innovación permanente, permite utilizar los recursos estrictamente necesarios tanto humanos como Físicos, al margen de lo indicado el ingeniero de mantenimiento dentro de sus funciones especificas debe saber . 4.- Debe conocer los contratos de entrega de los productos ¿cuánto, en que tiempo y calidad?, debe conocer los contratos laborales, tiempo de contrato, es decir saber la disponibilidad de los recursos de los recursos humanos, calidad de los recursos humanos, debe conocer el estado mecánico, eléctrico y otros, finamente el lugar en el que están distribuidos o localizados los equipos 5.- Debe tener concepción o conocimiento claro de la importancia de la producción de la industria, saber si están inmersos en un estado competitivo y s, se tiene los objetivos de obtener crecimiento, credibilidad, conquistar mercado consumidor o aumentar los índices de calidad.
En lo Técnico. 1.- Identificar los posibles peligros o fallas, sus consecuencias y diseñar un programa de manejo y control de riesgos, identificar cual o cuales los riesgos más importantes para la empresa y hasta que nivel de seguridad se quiere llegar. . 2.- Debe conocer la naturaleza “que origen tiene la falla y como ella se da”, cual la carga o cantidad de posibles fallas o averías, debe conocer el funcionamiento de los sistemas, Equipos, de los procesos de fabricación de los productos o prestación de servicios, conocimientos que le permiten intervenir oportunamente y solucionar cualquier falla o variación relacionado con el funcionamiento del sistema en diferentes escenarios hacer mejoras en los procesos, finalmente medir sí, es necesario mejorar la productividad del personal. 3.- Debe conocer las características y el nivel tecnológicos de la industria, esto para planificar los recursos humanos y/o el nivel de preparación de los mismos, también debe conocer la localización de los talleres de reparación, y si las reparaciones son tercer izadas o no. 4.- Debe establecer el monto de inversión que se requiere, esto en función del tipo de mantenimiento que se implementara y cuanto de mantenimiento se requiere hacer, finalmente los beneficios que se quiere obtener. Por todo lo indicado podría Ud. Concluir que tipo de formación debe tener un profesional Ingeniero de Mantenimiento, Electromecánico?
Criterios Organizativos del Mantenimiento
G
Mantenimiento Planificado
Correctivo
Preventivo
No planificado
Predictivo
Proactivo
Rep. P/Emergencia
156 Equipo parado
Maq. o Eq. Operando
Equipo parado
Equipo operando
Equipo parado
Equipo operando
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Preventivo Equipo Operando Este tipo de mantenimiento se hace aprovechando ventanas de tiempo, “también llamado mantenimiento de oportunidad ” dentro de ello están los engrases diarios, ajustes, revisiones de fin de semana y eventualmente cambio de piezas o trabajos de rutina tales como cambio de filtros,
aceites y otros.
Correctivo Planificado “Equipo parado” En este tipo de mantenimiento se lleva a cabo cambio de piezas o conjuntos cuando la vida útil de los repuestos o partes han terminado o cuando en la inspección se ha constatado un estado real que permite concluir, que pronto o después de un determinado tiempo se va a producir el daño. Las reparaciones planificadas, parando el o los equipos de servicio o instalaciones industriales no deben confundirse con el mantenimiento preventivo, “equipo operando” el cual básicamente consiste en trabajos de conservación rutinarias en la máquina, tales como cambios de filtros, aceites, trabajos de engrase, ajustes, corrección de alineamiento y balanceos.
Síntesis El mantenimiento correctivo planificado consiste en paralizar la industria productiva o equipos de prestación de servicio, cuando después de la inspección técnica se ha constatado las necesidades, o estado mecánico, eléctrico, electrónico, hidráulico u otros, programándose la paralización para después de meses, semanas o años, esta programación nos permite tomar previsiones en cuanto a repuestos, mano de obra, de manera a llevar adelante la reparación sin demora y con alto grado de eficiencia.
Reparaciones no Planificadas Se realizan cuando se producen fallas repentinas que no se habrían previsto, tales como, rotura de piezas o conjuntos, pudiendo ser las causas; fallas de material o proceso de fabricación, mala operación “personal de operación no capacitado” u otros. Cuando se dan fallas repentinas es necesario hacer un análisis de todo el sistema para concluir los motivos y evitar que en el futuro se repitan estas fallas. Dándose cualquier falla, se recomienda que el ingeniero analice todo el sistema de producción y/o equipos de prestación de servicio, el sistema de producción que involucra no solamente maquinas, conforme se ha indicado en el capítulo de mantenimiento basado en la confiabilidad. En la actualidad es necesario indicar que las reparaciones no planificadas no son admitidas.
Ventajas del Mantenimiento Correctivo Planificado
1.- Se adecuan a la estrategia de la empresa, la estrategia define los caminos y formas de ejecutarse el mantenimiento, define también los recursos físicos, humanos y económicos que serán utilizados “entendemos por recursos físicos a la provisión de repuestos, talleres, herramientas e insumos”.
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2.-Se tiene mejor control del tiempo de reparación, con lo que se evita paralizaciones prolongadas, en consecuencia se evita perjuicios en el proceso de producción consecuentemente cumplimiento de los compromisos asumidos dentro de parámetros de calidad. 3.- Se baja los costos de mantenimiento debido a la oportuna y racional utilización de la mano de obra, y la manutención de stock de repuestos en cantidades estrictamente necesarios. 4.- Se tiene calidad en los trabajos de mantenimiento debido al control, seguimiento y la asignación de mano de obra adecuada. 5.- Aumenta la disponibilidad de los equipos, y nos asegura el cumplimiento de un programa de producción, consecuentemente cumplimiento de compromisos asumidos por la empresa. La planificación del mantenimiento en base objetivos con participación abierta de todos los departamentos o divisiones involucrados en el proceso productivo o empresas de prestación de servicio, es el punto de partida para la obtención de las ventajas competitivas indicadas. Siendo muy útil en todas las empresas. Debido a que motiva la creatividad y la innovación constante.
Representación Esquemática de la interacción del Mantenimiento Con el departamento de producción Ventas ----> Demanda del producto generalmente variable DEPARTAMENTO DE PRODUCCION
Plan de producción - Corto plazo - Mediano plazo - Largo plazo - Nro. Y Nivel de Recurso Humano -Nivel tecnológico de La planta -Localización de la Plan.
DEPARTAMENTO DEplazo MANTENIMIENTO - Corto
Plan de Mant. - Largo plazo -Corto plazo
Disponibilidad, confiabilidad A un costo minino de reparación. Análisis del tiempo de paro y del Tiempo efectivo de reparación, dándonos el
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MANTENIMIENTO ESTRATEGICO
ADMINISTRACION DEL MANTENIMIENTO
Por definición Administrar es, Gobernar, Dirigir, Ordenar, Disponer, en síntesis, significa que, los recursos económicos, físicos, humanos, riquezas naturales sean adecuadamente utilizados y controlados su utilización para alcanzar objetivos previamente establecidos, en nuestro caso, la administración del mantenimiento se lo hace con el fin de asegurar que, el tipo de mantenimiento implementado y las estrategias establecidas cumplan los objetivos trazados utilizando los recursos tanto físicos, humanos y económicos estrictamente necesarios. El control administrativo del mantenimiento es hecho ya sea en forma computarizada o por medio de tarjetas siendo el proceso manual, en ambos casos se registra la identificación de las máquinas, dicha identificación generalmente son hechos mediante códigos por ejemplo D6-70 “Tractor de Orugas Caterpillar de 6 Cilindros Nro. 70”, se registra en la computadora o en las tarjetas siendo el procedimiento manual, también se registran las reparaciones que deben ser hechas, fueron hechos o están siendo hechos, los repuestos necesarios, numero o serie del repuesto cambiado, los recursos humanos que será necesario, tiempo que debe llevar el trabajo de mantenimiento o reparación, que tipo de mantenimiento se ha hecho o en qué sistema o parte de la máquina, finalmente es importante registrar el nombre del técnico o profesional que lo ha hecho.
Programación de las actividades de mantenimiento.- La programación de las actividades de mantenimiento que es hecho por el Ingeniero son, 1.- trabajos de mantenimiento preventivo como ser, engrases, ajustes, inspecciones diarias, semanales, mensuales, cambio de Aceites, Filtros o en función de las características y/o el estado mecánico de la máquina, 2.- ser actividades correctivas planificadas, 3.- actividades de seguimiento predictivas o proactivas que consiste en hacer seguimiento del estado mecánico de las maquinas o instalaciones industriales y análisis del estado de los aceites los mismos que deben ser de conocimiento del jefe de taller o supervisor para su control o exigir su ejecución mediante órdenes o instrucciones que pueden ser genéricas o específicos. Estas órdenes para su ejecución deben ser dadas al personal técnico especializado o en función de su experiencia, y/o tomando en cuenta las especificaciones técnicas del catálogo y/o manuales de operación, las instrucciones deben también indicar la secuencia de los trabajos a realizarse, esto en función de las características de las máquinas.
Instrucción u órdenes genéricas.- Son ordenes de mantenimiento que no detallan los puntos de ejecución y las etapas, este tipo de instrucciones por ser genéricas pueden ser utilizados para ejecutar actividades de mantenimiento en máquinas que tengan las mismas características técnicas y estén en el mismo contexto operacional o bajo las mismas condiciones de operación o carga. Ejemplo de instrucciones genéricas hacer la inspección y/o el mantenimiento rutinario de los equipos de movimiento de Tierra “Tractores, volquetas, Motonibeladoras y otros. Instrucciones especificas.-En las instrucciones de mantenimiento de carácter específico se indica de forma puntual las tareas a ser ejecutadas en una determinada parte de la maquina o sistema, son tareas propias en función de las características, es decir, solo sirve para equipos para los cuales fue elaborado. Ejemplos de Instrucciones específicas, hágase la 159
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medición de la amplitud y la frecuencia de vibraciones en los rodamientos de apoyo del ventilador centrífugo Código BC-3, hágase los servicios de mantenimiento del sistema de transmisión del tractor de orugas D6-69, estas instrucciones están representadas en los formularios 01, 02.
Ejemplo de tareas de mantenimiento genérico Controlado mediante tarjetas que deben estar bajo la responsabilidad y al cuidado del operador, dichas tarjetas son diseñadas en función de las características de los equipos de la empresa Productiva y/o de prestación de servicios. EMPRESA CONSTRUCTORA Y/ O INDUSTRIAL - XX
formulario 01
TARJETA DE MANTENIMIENTO Dep.................Operador.....................................................................Ayudante..................................N Int. O Código de identificación Fecha......................
Fecha
Km. u Inspección Horas
Hecho por
Revisión y trabajo A B C D
3-62006
20.000 ------------
Km. u Imp. Hecho por Horas
Revisión y trabajo A B C D
Operador X
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Revisión A (a cargo del Operador)
Trabajos B + C.... (a cargo Observaciones del operador
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Servicio Diario, Semanales, Engrases, Ajustes y Revisiones. Engrases de los trenes delanteros, brazo del buldózer, brazos del balde de la pala, cruceta, pasadores de muelle y otras articulaciones. Revisión aceite del motor, agua del radiador, mangueras, conexiones, filtro de aire, limpieza, liquido de freno, drenaje, tanque de aire, limpieza de filtro de aire, verificación si en las mangueras existen fugas. Revisión B, Trabajos a cargo del operador bajo la supervisión del mecánico, son trabajos semanales (A+B). y consisten en lavado general, engrase de todos los puntos de articulación y rodamientos, cabio de aceites, filtros, revisión de aceites pasado un determinado tiempo dado en horas, aceite de transmisiones. Y otros, la tendencia actual es involucrar cada vez más al operador en trabajos de mantenimiento de sus maquinas
Efectué la revisión B mas los cambios de aceite, filtros de aceite de motor, cambios de aceite del purificador de aire, revisión tambores, balatas de freno sin desarmar. Revisión C, a cargo del mecánico, verificación de los frenos, aceite de transmisiones después de horas de trajo establecidos., dentro la revisión C están trabajos de electricidad hecho por el eléctrico y consiste en revisar el Motor, Alternador, Generadores y otros.
Observaciones. El operador de cualquier maquina podría hacer costar el problema mecánico u otro tipo de problema percibió, en que sistema o parte del equipo la fecha, o la fecha en el que le indico al encargado de mantenimiento el problema percibido.
Revisión “D” Trabajos o revisiones exclusivamente a cargo del mecánico y es hecho después de horas de trabajo establecidos por el fabricante o de sistemas delicados.
Instrucciones o Tareas de Mantenimiento Específico Formulario 02 Cochabamba………….
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Parte Diario Del Mecánico NOMBRE No Interno LUGAR O OCUPACION SECTOR CLAVE
TIEMPO EN HORAS
No ITEM
TOTAL HORAS TRABAJADAS
DIA MES AÑO
ENTRADA AM ENTRADA PM
SALIDA AM SALIDA PM
Elaborar una lista de la clase de trabajos a realizar, también representar los tiempos de cada actividad.
Lectura del Barómetro – Inició de jornada....................................................................Lectura del Barómetro Final de jornada...................................... COMBUSTIBLE Y LUBRICANTES MATERIALES Diesel .........................litros Gasolina......................litros Kerosén.....................litros Grasa...........................litros
TIPO Aceite....................litros Aceite....................litros Aceite....................litros
.................................. .................... ................................. .................... ..................................... ..................... ..................................... ........................
M : Mal Tiempo CLAVES O : Operando APROBADO R : en reparación C: Falta de Combustible Jefe de Seccional D: Mantenimiento preventivo P : Falta de Operador Ing. Residente N: Trabajo no asignado
Planificación de personal Dos aspectos son importantes en la planificación del personal de mantenimiento:
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1. Determinar la necesidad cuantitativa del personal en función de la cantidad o carga de trabajo.
2. Determinar la calificación del personal, es necesario indicar que la calidad o calificación del personal es importante para garantizar los trabajos de mantenimiento con lo que se garantiza la disponibilidad y la confiabilidad de la planta productiva y/o de prestación de servicios, por lo que, la determinación de la calidad o capacidad del personal de mantenimiento se lo
hace en función del nivel tecnológico y las características técnicas productiva o empresa de prestación de servicio.
de la industria
Formas de determinar la carga de trabajo a) Analizando el historial de los equipos desde su instalación o puesta en marcha a lo que llamamos hacer estadísticas con lo que se determina la frecuencia con el que se ha realizado las reparaciones y el tipo de reparaciones. b) Diagnóstico técnico, con lo que se determina el estado mecánico, estado de los sistemas Eléctricos, Electrónicos, Hidráulicos y otros, se determina las futuras fallas o el desarrollo de ellos, se determina las necesidades de reparaciones o mantenimiento, con ello se determina los requerimientos de recursos humanos por ejemplo, equipos o instalaciones nuevas en período de garantía requiere menor servicio o mano de obra para su mantenimiento.
3. DIAGRAMA DE FALLAS EN LOS EQUIPOS COMO PARTE DE LA PLANIFICACION DEL PERSONAL Para la planificación del personal de mantenimiento se recomienda recurrir a un diagrama de fallas de las máquinas llamado también curva de la bañera, en el diagrama observamos un primer período inicial en la que, las fallas se dan de forma bastante clara y acentuada poniendo en evidencia la calidad del equipo en consecuencia estas fallas se deben a) a defectos de diseño, b) a procesos de fabricación, c) a la utilización de la materia prima. A todas estas fallas se las llama prematuras que están respaldadas por la garantía siempre y cuando se siguió las recomendaciones de mantenimiento del fabricante, sobre todo en cuanto a período o frecuencia de cambios de aceite, filtros recomendados en los manuales de operación y una operación correcta, todos estos trabajos deben ser registrados en tarjetas o sistemas de computación. En este periodo no existe mucha necesidad de mano de obra la planificación o necesidad estaría simplemente en el personal de inspectores que hagan el seguimiento de estos trabajos de mantenimiento rutinario recomendado por el f abricante.
Diagrama de fallas
PERIODO DE PRUEBA O DE GARANTÍA e d t
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TIEMPO NORMAL DE OPERACIÓN FALLA PREMATURA
Periodo de fallas imprevistas, con Periodo de un buen mantenimiento preventivo envejecimiento correctivo y otros que pueden ser gradual prolongados.
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Fallas en tiempo normal de funcionamiento Segundo periodo del diagrama “Tiempo normal de operación”. Las fallas que se originan después del período de prueba o de garantía, tienen su origen en el descuido del mantenimiento y/u operación, estas fallas son a) el agripamiento que se da por el descuido en los periodos de cambio de los aceites de motor y sobre cargas, estas fallas pueden también darse en el periodo de garantía por los mismos motivos, b) en equipos industriales también existen fallas por montaje deficiente, des alineamientos dándonos vibraciones fuera de lo normal a consecuencia roturas por fatiga, c) roturas por excesiva vibración, vibraciones que se da por desgaste de las partes mecánicas sobre todo de las articulaciones o desbalances, en el diagrama la línea horizontal constante indica que la posibilidad de que ocurra una falla es siempre la misma, hecho un mantenimiento adecuado su aparecimiento son casuales o accidentales y la probabilidad de que se de esta dada por la denominada ley Exponencial. F(t) = e -lt , donde l es la tasa de fallas accidentales.
Debido a que las máquinas o instalaciones tienen un cierto número de años de vida útil o un tiempo determinado en función de la cantidad de productos industriales, la vida útil de las piezas, partes o conjuntos corresponde a la mitad de la vida útil de la maquina o instalación, en el diagrama está representada por la flecha vertical. En esta fase o periodo se hace el mantenimiento correctivo conforme se ha indicado se hace, rectificaciones, reparación, cambio de determinadas piezas o conjuntos y, también se hace trabajos de prevención y predicción, determinándose el tiempo aún de duración de la pieza o conjunto, para esto se utiliza técnicas avanzadas. Con todo ello, se planifica la necesidad de personal técnico tanto cualitativo y cuantitativo, tomándose en cuenta para esta planificación la responsabilidad a la que está sometida la industria o compromiso asumido.
Periodo de desgaste.- Después del periodo de vida útil de las máquinas, en la que se hace los trabajos de mantenimiento correctivos anteriormente indicados, se tiene el periodo de envejecimiento gradual de la estructura de las máquinas, de las piezas, conjuntos estás fallas generalmente tienen manifestaciones físico-químicas tales como: Oxidación, alteración de la estructura del material, roturas por fatiga, en el diagrama se representa con una línea creciente cuya inclinación será función de los cuidados que se habría tenido en el periodo de su vida útil o período de mantenimiento preventivo, en este periodo es difícil garantizar la confiabilidad y en consecuencia la continuidad del proceso productivo dándonos costos de operación y reparaciones altos. Es necesario indicar que el diagrama no es válido para todas las maquinas. 4. DETERMINACIÓN DE TIEMPOS EN EL MANTENIMIENTO El cálculo de tiempos de los trabajos de mantenimiento se puede determinar de 4 maneras y ellas son las que siguen: 1. 2. 3. 4.
Estimando el tiempo uno mismo. Registrando el tiempo que se tarda en los trabajos de mantenimiento. Comparando con procedimientos clasificados. Mediante catálogo de datos de tiempos cronometrados.
Estimando el tiempo uno mismo .- El encargado de realizar el trabajo estima y apunta en la ficha de tiempo o parte diario “O T”, el tiempo que llevó en los trabajos de mantenimiento, si bien este método -es sencillo y rápido sin embargo, tiene la desventaja de ser inexacto por qué se estima o anota trabajos innecesarios, trabajos que dificultan lo principal o tiempos irreales, es decir, en este método está contemplados operaciones que no hacen parte del trabajo especifico, por otra parte, en este método el tiempo también puede variar en función del factor humano o de su capacidad profesional y finalmente debido a que, el mecánico no siempre anota el tiempo real (Ver formulario Parte Diario).
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Registrando el tiempo que se tardó .- Este método consiste en analizar todo el proceso del trabajo de mantenimiento en las distintas partes, grupos o segmentos del proceso, se registra el tiempo que se tarda en las distintas partes o segmentos que se repiten, estos tiempos obtenidos de esta manera se clasifican y se establece el verdadero tiempo de mantenimiento. Ej. Antes del engrase lavado, antes del cambio de balatas sacar la rueda, el tambor, etc. Por comparación.- Por este método el tiempo de mantenimiento se calcula comparando, por lo que, este método requiere disponer de valores de tiempo para trabajos modelo similares , tiempos que pueden variar en función de los recursos humanos o los recursos físicos disponibles “es este método que se usa en empresas que se pagan por horas. En síntesis, se debe hacer una comparación entre los tiempos indicados en trabajos modelo y el tiempo obtenido después de realizar todos los procesos de mantenimiento por el mecánico, de esta forma se puede calcular estimativamente el tiempo que se debe fijar a un determinado trabajo. Mediante datos cronometrados .- Para utilizar este procedimiento o método hay que, dividir todo el trabajo de mantenimiento en tiempos básico y movimientos básicos , los tiempos básicos vienen dados en tablas y es el que, se necesita para llevar a cabo el trabajo de mantenimiento propiamente dicho, no considera los tiempos de traslado o movimientos, tiempos de descanso, tiempos de trabajo de inspección, tiempos de de ir a almacenes, bodega y otros los mismos que corresponde a movimientos básicos. Para el cálculo del tiempo total es necesario considerar los tiempos básicos y los tiempos para movimientos básicos. Este método nos permite establecer la incidencia de los movimientos básicos en el mantenimiento propiamente dicho y hacer los ajustes que pueden ser de distancia a los almacenes para la obtención de repuestos, herramientas u otros. METODOS DE CONTROL DEL MANTENIMIENTO A. – Métodos B. – Métodos C. - Métodos D. - Métodos
control manual de control semiautomático de control automático de control por microcomputador
A.- Método de control manual.- Es aquel en el que, los mantenimientos cualquiera que fueran preventivos, correctivos, diagnósticos y otros son controlados y analizados a través de formularios y cuadros manualmente llenados, guardados en archivadores, en la mayoría de las empresas sin duda este método sistema de control está pasando a la historia. B.- Método de control Semiautomático .- Es aquel en el que, los mantenimientos son controlados con auxilio de computadoras y analizados a través de formularios y cuadros proporcionados por la computadora. La fuente o base de datos de este método es definido como “ programa maestro de mantenimiento”. Este programa maestro debe tener las informaciones necesarias para generar 1.- órdenes de trabajo de mantenimiento, 2.- debe tener registros que nos proporcione información sobre los tipos de mantenimientos realizados, correctivos, preventivo, análisis proactivos u otros, programados y cancelados, informaciones que nos sirven para analizar y la supervisión tome providencias, como quiera que el mantenimiento interactúa con diferente áreas del proceso productivo o de prestación de servicios también el método debe estar instalado en red para el control de almacenes hecho por el ingeniero. C.- Método de Control Automático .- En este método, las informaciones relativas a los mantenimientos son trasferidos al programa maestro de la computadora a través de formularios padronizados con datos codificados que nos permita obtener listado de los mantenimientos
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realizados, cancelados, gráficos, tablas y otros, dentro de criterios que nos permita trabajar con el tipo de mantenimiento deseado o planificado y generando las ordenes de trabajo.
D.- Sistema de Control por microcomputador .- Es aquel en que, las informaciones relativas al mantenimiento son, recabadas y trasferidas al computador directamente por el ingeniero o superior en las áreas de mantenimiento. Procediendo de esta forma se tiene mayor precisión y disponibilidad en la utilización del computador debido a que, la alimentación de datos es hecho en el área de origen y por personal cualificado “Generalmente el microco mputador o computador personal es acoplado a la red central de la empresa para el control o consulta gerencial u otros departamentos” 5. ADQUISICIÓN Y CONTROL DE MATERIALES DE MANTENIMIENTO 1.- Adquisición. Los materiales de mantenimiento, repuestos y otros como ser, filtros, aceites, grasas, combustibles, deben ser planificados su adquisición y controlados su existencia “mediante documentos internos denominados fichas de control o mediante método computarizados”, en las fichas de control o en los métodos computarizados se anota la entrada, salida del repuesto y saldos . Los almacenes deben responder cuantitativamente a las necesidades reales de repuestos y otros, no mantener stock o lotes de repuestos demasiado grandes, ya que esto ocasiona a) costos económicos elevados de almacenamiento, b) capital inmovilizado, c) costos en fletes, todos ellos inciden directamente en los márgenes de utilidad de la industria o empresa de servicios. Por lo que la responsabilidad del ingeniero está en 1.- saber controlar los requerimientos reales de repuestos y elaborar de forma adecuada el pedido, 2.- aceptar en la compra de equipos repuestos que tengan rotación. La planificación de la existencia y su adquisición de repuestos debe estar en función del tipo de mantenimiento planificado, de forma que nos permita reparaciones rápidas sin pérdida de tiempo, para lo que también se debe planificar la mano de obra estrictamente necesario. Existen empresas en nuestro medio que no saben lo cuanto se pierde paralizando semanas y hasta meses debido a que, no se realiza control de costos es el caso de las “instituciones estatales ”.
METODOS PARA DETERMINAR LAS NECESIDADES DE REPUESTOS. Para el cálculo o cuantificación de las necesidades de repuestos y otros se recomienda recurrir a los procedimientos o métodos a seguir indicados .
Método Estadístico .- El método estadístico nos da información acerca de la frecuencia con la que hay que efectuar trabajos de mantenimiento, y acerca, de los recursos físicos que se utilizaron ejemplo “ cantidad de filtros cambiados, cantidad de aceite del motor utilizado ”, cantidad y tipos de repuestos utilizados, en consecuencia precisan ser almacenados, igualmente este método al que también llamamos por experiencia nos sirve de información acerca de que trabajos de mantenimiento habrá que realizar en el futuro y la calidad de recursos humanos que se precisará. Por Estimación o diagnostico técnico .- Con este método verificamos el estado mecánico del equipo o instalaciones Industriales, verificamos el desarrollo de las fallas para lo que, se utiliza técnicas predictivas u otras, estableciéndose las piezas que están fallando o fallarán, “ estas técnicas predictivas” nos permite saber que repuestos conviene tener en Stock para este objetivo también es importante saber o analizar cómo interactúan las máquinas o instalaciones cuando se trata de procesos automáticos y al tipo de trabajo al que están sometidos, igualmente nos permite saber la frecuencia con que aparece la avería y la causa de los mismos, sabiendo la causa es fácil calcular la cantidad necesaria de repuestos y también es posible evitar tomando las precauciones necesarias se repitan las fallas o averías.
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Por la cantidad de marcas .- La cantidad de marcas de las máquinas dificulta el proceso de adquisición y almacenaje , cuanto más marcas se tenga tanto más tipos de repuestos se necesita, mayor dificultad en la adquisición, mayor costo de adquisición, mayor espacio físico para el almacenamiento por tanto, para que el almacenamiento resulte ordenado y económico hay que tratar que, la cantidad de marcas sea reducido, al margen de ello también se tiene dificultad de personal especializado para su mantenimiento. OBJETIVOS DE LA PLANIFICACIÓN PARA EL ABASTECIMIENTO DE REPUESTOS La adecuada planificación planificación de compras o abastecimiento abastecimiento mantenimiento tiene el objetivo de :
de repuestos y otros materiales materiales de
Asegurar la reposición oportuna de los repuestos y otros materiales de mantenimientos utilizados, cumplir este objetivo depende de la frecuencia de reparaciones y del tiempo necesario para recibir el material solicitado , por lo tanto, es necesario que, el ingeniero de mantenimiento controle la
existencia mínima por intermedio del encargado de almacenes.
1.- Existencia Mínima Se define a la existencia MÍNIMA como a la cantidad de repuestos que debe mantenerse en stock en base al promedio mensual o anual de consumo, este consumo o cantidad se obtiene por procedimientos ya indicados, tales como, a) por estadísticas que nos da la información acerca de la frecuencia con la que se se realizan trabajos de mantenimiento b) por por estimación o diagnostico diagnostico técnico, este método conforme se ha ha indicado indicado establece el estado mecánico, eléctrico y otros de las maquinas y/o instalaciones instalaciones industriales, industriales, este método también también utilizan las las importadoras de de repuestos. En síntesis, la existencia mínima debe ser la cantidad suficiente para cubrir los por tanto las variables requerimientos a lo largo del tiempo que se demore en recibir el pedido , por que debe tomarse en cuenta en todo el proceso proceso de abastecimiento son las a seguir indicados. a) b) c) d) e)
Elaboración y envío del pedido. Preparación del material, su control, control, embalaje, envío por parte del proveedor. Tiempo que dura el transporte y recepción. Desembalaje, control e ingreso del material a los almacenes. Tolerancia por feriados y otras demoras.
Se calcula mediante la formula EMR
PMC P Tn 30
EMR = Existencia mínima de repuestos PMC p = Promedio mensual de consumos de piezas. Tn = Tiempo Normal de abastecimiento en días 30 = Factor constante
2.-Existencia critica Dentro una organización empresarial eficiente también existe el concepto de Existencia CRITICA entendiéndose por ello ello a la cantidad de material material de mantenimiento que debe debe existir en stock y sea suficiente para cubrir necesidades durante el tiempo que tarde un pedido urgente que no es parte de una operación normal, este pedido urgente matemáticamente es dado por la ecuación:
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E .C . P .
PMC P TRU 30
E.C.R. = Existencia Existencia crítica de respuesta. respuesta. P.M.C p = Promedio mensual de consumo de piezas. T.R.U. = Tiempo de reabastecimiento reabastecimiento urgente urgente en días.
3.-Punto de pedido EL punto de pedido pedido establece o nos indica el momento oportuno en que se debe efectuar las las compras, este punto de pedido prevé la existencia de un margen de seguridad. En síntesis el punto de pedido es el nivel de existencia de repuestos y materiales la misma que se obtiene por la suma de la existencia mínima más la existencia crítica de piezas que es el margen de seguridad , matemáticamente se obtiene por: P.P. = E.M.P. + E.C.P. P.P. = E.M.P. = E.C.P. = T.R.U. =
Punto de pedido. Existencia mínima de piezas. (P.M.C p. x T.R.U.)/30 (existencia critica) Tiempo de reabastecimiento urgente en días.
CONCLUSION Debido a la necesidad de implementar en la industria o empresa de servicios, políticas claras de optimización de compra de materiales y evitar aumento de costos en los pedidos, fletes, costos de almacenamiento e inmovilización del capital, elementos que inciden en las utilidades se hacen necesario que las adquisiciones sean hechos tomando en cuenta los siguientes cuidados: 1. El momento oportuno, es decir cuando el nivel de existencia real se encuentre en el punto de pedido y nunca bajo del pedido urgente. 2. Los pedidos deben ser bien elaborados en base a catálogos de repuestos y personal que tenga práctica. 3. Debe considerarse la originalidad del repuesto, evitar productos de imitación o reconstruidos que son ofrecidos generalmente a menor precio o grandes descuentos, si bien aparentemente los precios ofrecen mayor utilidad en las compras esto sólo beneficia al vendedor no al usuario, mucho menos al prestigio de las marcas, stock con repuestos no originales significa máquinas o equipos constantemente en mantenimiento correctivo lo cual significa pérdidas pérdidas económicas a la industria industria o empresa de prestación de servicios por lo que, debe buscarse sobre todo repuestos o productos productos originales que garanticen eficiencia, continuidad, con tinuidad, seguridad “ lo barato cuesta caro ”. Las empresas modernas productivas cualesquiera que fuera el género vienen tomando medidas de defensa a sus productos o marcas utilizando logotipos esto ante la proliferación de repuestos u otros productos de imitación.
6.
DISEÑO Y ORGANIZACIÓN DE ALMACENES
Los almacenes de repuestos deben ser planificados su ubicación, diseñados diseñados y construidos construidos de manera que asegure facilidad en el desenvolvimiento de todas las funciones funciones inherentes a la atención de los requerimientos de repuestos y otros materiales de mantenimiento de la industria productiva y/o de servicios, su diseño debe observar los siguientes factores:
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1. 2. 3.
Ubicación Superficie necesaria. Instalaciones adicionales.
1.
Ubicación
El almacén debe estar ubicado en posición tal que permita la fácil comunicación con los talleres, de manera que facilite el acceso para los pedidos del personal de mantenimiento mantenimiento y la distancia de forma que se se evite exagerados exagerados movimientos movimientos básicos en los pedidos pedidos aumentando la determinación determinación del tiempo tiempo real de mantenimiento, mantenimiento, igualmente igualmente que exista fácil accesibilidad accesibilidad con el exterior para para la reposición.
2.- Dimensionamiento de la Superficie. La superficie o área de almacenamiento se determina en función al peso de la existencia mínima de repuestos o piezas necesarias, prevista en función al número de máquinas industriales y/o de prestación de servicios, tales como Equipos de Transporte de carga o pasajeros, Equipos pesados de construcción, Flota Aérea y otros, debiendo en consecuencia considerar los siguientes siguientes factores: a. Cantidad de máquinas y previsión de un incremento con proyección de 10 o más años. b. Previsión de nuevos modelos de máquinas. c. Índice de rotación de los repuestos. d. Requerimiento medio de superficie por Kg. de repuesto. e. Volumen de los repuestos. Ejemplo: Supongamos que se debe atender el parque automotor de 100 unidades consideramos los siguientes datos: Consumo medio estadístico 150 Kg/unidad. Índice de rotación: 3 Capacidad de almacenamiento 50 Kg/m 2.. Valor válido con un sólo plano de estantería, e stantería, con estos datos la existencia prevista en Kg resulta.
100 unidades x 150 Kg/unidad ------------------------------------------------------------------------- = 5.000 Kg. 3 (Índice de rotación)
Esta existencia ocupará un área de: 5.000 Kg ----------------------- = 100 m 2 + 25% + 20%
50 Kg/m2
Para los distintos servicios del almacén oficina, zonas de recepción, expedición y espacios de circulación será oportuno considerar un incremento de 25% sobre el área calculado y 20% previsiones para futuros futuros crecimientos de la empresa.
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Medios de almacenamiento La cantidad de estanterías necesarias para él almacenamiento de los repuestos se determina considerando que cada cuerpo puede contener un promedio de 200 Kg de repuestos, para el ejemplo la cantidad de cuerpos resultará: 5.000 Kg ------------------- = 25 cuerpos, 200 Kg/cuerpo
Igualmente es necesario considerar un margen de reserva adicional de por lo menos 10%, para futuros crecimientos. Siendo las estanterías más comúnmente utilizados los de Divisiones construidos en chapa totalmente desmontable, es necesario indicar que los estantes con divisiones son utilizados para repuestos de volúmenes pequeños siendo las medidas generalmente de 0,8 x 0,5 x 2 mt, para repuestos de grandes volúmenes y pesos son utilizados los estantes sin división, cuyas medidas aconsejables son. 1,5 x 0,7 x 2,4 mt, existiendo aún estantes especiales para el almacenamiento de llantas, cañerías y otros de volúmenes grandes, los mismos que son fabricados con perfiles metálicos resistentes
ADMINISTRACION DE ALMACENES Determinado la ubicación, Planificado la adquisición de repuestos, y construido las instalaciones, espacios físicos, medios de almacenamiento y, adquirido los repuestos en cantidades estrictamente necesarios mediante los procedimientos o métodos indicados los mismos que nos permita atender todas las reparaciones planificadas, la administración o control de la existencia de los repuestos, pedidos, saldos y otros es importante debido a que, el desperdicio, la pérdida, el mal uso incide mas una vez en el costo final del producto o servicios prestados. El control o todo este procedimiento requieren formularios adecuadamente diseñados en las que se llena los pedidos, saldos y otros, posteriormente los resultados transferidos a computadoras para control de su existencia por el Ingeniero de mantenimiento y por otros niveles de la institución. El diseño de las fichas de control depende de la características de la Instalación Industrial y/o maquinas de prestación de servicios, a seguir se sugiere modelos que van desde, fichas de control para pedidos internos, Adquisiciones, entrada de repuestos, salida, saldos y otros a seguir Ejemplos
EMPRESA X-Z
Nro. De Pedido 45 PEDIDO DE EXISTENCIA EN ALMACAENES
FECHA De. Jefe de Maestranza
Día 10
Mes 09
Año 2004
Almacén: A- 1 Ítem
Sección. Equipo Liviano
para uso en:
cp-3
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Cantidad Unidad Solicitada
Numero De Pieza
----------------------PEDIDO POR
Código
DESCRIPCION N.T.
----------------------------APROBADO
No Int Equipo
VALOR TOTAL UNITARIO
----------------------AUTORIZADO
Recibí conforme los artículos arriba mencionados en la cantidad solicitada Nombre:..............................................Item.................................. Firma..............................................
EMPRESA ---------------ORDEN DE COMPRA Lugar y fecha___________________________ A: ............................................................................................................................................. NOMBRE O RAZON SOCIAL DIRECCION Agradeceremos a Ud.(s) se sirvan enviarnos los siguientes ítems, con su factura en original y 3 copias la que debe citar el número de la presente ORDEN DE COMPRA y adjuntarla. Condiciones de pago: CREDITO a 10 o 15 días. Fecha
Cantidad Pedida
Unidad
No. pieza
Articulo
Precio unitario Total
…./…../……. …./…../……. …./…../……. …./…../……. …./…../……. …./…../……. …./…../……. PEDIDO No. Revisado
De Kardex existencia
Nota de remisión No.
Kardex acreedores
Aprobado
Autorizado
------------------------ -----------------------GERENCIA ADQUISICIONES -----------------------NOTA DE INGRESO: Los indicados fueron recibidos en conformidad a la presente orden de compra. Observaciones......................................................................................................................................................... .................................................................................................................... Fecha........................................................................................................................................
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JEFE DE ALMACEN FORM, No ADQ. 3 Origina: para contabilidad (pago de facturas) 1ra. Copia amarilla: proveedor 2da copia rosada: Almacenes 3ra. Copia celeste: contabilidad (registro obligaciones) 4 la. Copia rosada: archivo numérico 5ta. Copia verde: presupuesto
EMPRESA…………………………….. NOTA DE INGRESO No................ Al almacén de.........................................................fecha................................... Procedente de...................................................................Proveedor........................................ Orden de compra (Import).........................................cont. Recibida: cajones.......................... Factura No....................................................................
Atados.........................................
Nota de remisión No.....................................................
Cartones....................................
Total...........................................................................
Ítem
Cantidad Recibida
Ubicación Descripción
Precio Unitario
Valor Total
Diferencia con Documentos origen
Valor total s/g. documentos de Origen...................Observaciones Valor recibido
................
.............................. .............. ........
Diferencia ................. ........................... ........................ Entregado por (nombre)......................................Recibido por: (nombre).............................. (Firma)...........................................................………………(Firma)....... ......................
EMPRESA ...................................
FORM. ALM. -4 No.................
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NOTA
DE
REMISION
Almacén de....................................................................................................................... Lugar y Fecha….............../.................../...................... Remitimos a.................................................................................................. Según Requisitos de materiales No ..........................Radio No…............Oficio No.
UNIDAD
CANTIDAD PEDIDO
PIEZA No.
ARTICULO
VALOR
DESPACHADA
UNITARIO
TOTAL
Revisado.....................................autorizado…............................despachado por..................... _______________________________ Nombre y Apellido
___________________ Firma
_______________________________ Nombre y Apellido
___________________ Firma
_______________________________ Nombre y Apellido
___________________ Firma
INSTITUCION ………………………………….
No.................
TARJETA KARDEX DE CONTROL DE EXISTENCIAS Almacén:……………………………………………………………………………….. Form. Alm:…………………………………………………………………………….. Fecha
Ref.
Procedencia o destino
Costo unitario
Entradas Cant.
Importe
Salida Cant.
Importe
Saldo Cant.
Importe
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CONTROL DE RENDIMIENTO MECÁNICO Y CONSUMO DE COMBUSTIBLE
Factores de los que depende el rendimiento mecánico 1.- Rendimiento Mecánico.- Existen va riables de cada lugar o condiciones de trabajo y ellos son
considerados o corregidos mediante un factor, ejemplo, a) factor de llenado y/o factor de carga de las palas cargadoras que depende de la densidad de la tierra. b) Experiencia del operador, de un modo general la experiencia del operador influye mucho en el rendimiento mecánico para lo que también existe diferentes factores de corrección, la experiencia hace con que ellos sepan cómo hacer un determinado trabajo en el mejor tiempo, conocen las técnicas que les permite operar de forma eficiente y hacen que las máquinas alcance su plena potencia, por otra parte, un buen operador garantiza la conservación de la máquina. c) La resistencia a la rodadura, otro factor importante en el rendimiento de las máquinas de transporte de carga, pasajeros y de movimiento de tierra “ES LA RESISTENCIA A LA RODADURA", esta resistencia es una medida de la fuerza que habrá que vencer para conseguir la rotación de las ruedas en el suelo, el resultado depende de las condiciones del terreno y la carga del vehículo, mientras más se hunden las ruedas en el suelo mayor la resistencia. La fricción interna y las flexiones de los neumáticos también contribuyen a producir resistencia. La experiencia ha demostrado que, por cada tonelada métrica de peso sobre las ruedas hay que vencer una resistencia adicional mínima de 40 Lbs. /Tn., también se ha determinado que, para cada pulgada de penetración de los neumáticos se genera una resistencia adicional de 30 Lbs/Tn., todos estos factores se consideran para obtener el factor de resistencia a la rodadura , lo cual se expresa en Lbs/Tn. como sigue. RR = 40 Lbs./ Tn + 30 Lbs./Tn /Pul. + PBV PBV Peso bruto del vehículo. d) Resistencia en pendiente, otro factor a considerarse para evaluar los rendimientos es la fuerza adicional que debe vencer una maquina en pendiente desfavorable cuesta arriba, las pendientes se miden en porcentaje de inclinación, y es dado por la relación entre la distancia horizontal y la diferencia de nivel, ejemplo una diferencia de nivel de 15 m. en 150 m. de longitud horizontal representa 10% de pendiente, las pendientes cuesta arriba se denominan adversas y las descendientes favorables, en toda pendiente adversa por cada inclinación del 1% , cada tonelada de carga del vehículo crea una resistencia adicional de 20 Ib/Tn. Esta relación sirve de base para calcular el factor de resistencia en pendientes, el cual se expresa en Lbs/Tn. o K-grs/Tn. F.R.P. = 20 Lbs/Tn. × Incli.% + P.B.V
TRACTORES DE ORUGA. - La fuerza de tracción requerida solo considera la resistencia a la rodadura, debido a que los tractores de cadena tienen rodillos de acero que ruedan en sus propios rieles. La R.R. es relativamente constante.
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CONSUMO DE COMBUSTIBLE.- El consumo de combustibles se puede medir con bastante exactitud en la obra. Sin embargo, si no hay oportunidad de hacerlo se puede estimar sabiendo el empleo que se le dará a la máquina. La clase de trabajo determina el factor de carga del motor y eso influye a su vez en el consumo de combustible . Un motor que trabaja de forma continua a plena potencia funciona con un factor de carga igual a 1, esto se da muy rara vez por tiempos considerables. Los periodos de marcha en vacío, la falta de empuje con la hoja del tractor, el recorrido en retroceso, las maniobras con admisión parcial y el trabajo cuesta abajo, son ejemplos de operaciones que reducen el factor de carga. Las tablas que siguen dan las proporciones de consumo de combustible por hora de algunas máquinas fabricadas por Caterpillar. Para estimar el costo por hora de combustible se seleccionan un factor de carga basado en la aplicación y se logra el costo del combustible por la formula a seguir indicado. CC == Costo del combustible
CC = Fc × Ch × Pu
Fc = Factor de Carga Ch = Consumo hora Pu = Precio unitario del combustible Al utilizar las tablas se debe tener en consideración distintas variables que pueden afectar el consumo del combustible. Dos operadores distintos con aptitudes o temperamentos diferentes manejando maquinas idéntica lado a lado en las mismas condiciones de tiempo y material pueden llegar a tener una diferencia de 10 a 12 % en el consumo de combustible, sin embargo las cifras que se estiman son promedios aplicables a una amplia variedad de condiciones.
OBSERVACIONES.- En general el consumo de combustible medido en un corto tiempo de operación dará un consumo más alto que el que se muestra en los cuadros debido a que: 1.- El estudio no toma en consideración un 100% en la eficiente utilización o tiempo de trabajo a plena potencia. 2.- Otro factor que determina el consumo de combustible es, el sistema de suministro, las condiciones del sistema de inyección, finalmente la eficiencia o rendimiento del combustible es dado por la relación entre el consumo y la productividad de la máquina.
TABLA DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE TRACTORES DE CADENAS Modelo Bajo Litros Gal/EUA
Medio Litros Gal/EUA
Alto Litros Gal/EUA
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D3C y BPS D4C y BPS D5C y BPS D4E D4H serie II y BPS D5By D5B serie II y BPS D6D Y BPS D6H Serie II y BPS D7G Serie II D7H serie II y BPS D8L y BPS D8N y BPS D9N D10N D11N
4 -7 ½ 5 ½ - 9½ 5 ½ - 9½ 5½-9½ 6 - 10 ½ 9 ½ - 13 11 - 15 11 - 19 13 – 22 ½ 19 - 25 19 - 23 28 - 38 22 ½ - 28 30 - 42 46 - 51 62 - 70
1-2 7 ½ - 11 2-3 1½-2½ 9 ½ - 13 2½-3½ 1½-2½ 9 ½ - 13 2½-3½ 1½-2½ 9 ½ - 13 2½-3½ 1 ½ -3 10 ½ - 14 ½ 3-4 2 ½ - 3½ 11 - 17 3-4½ 3-4 12 ½ - 19 ½ 3½-5 3-5 15 - 21 4-5½ 3 ½ -6 17 ½ - 25 4½-6½ 5 ½ - 6½ 26 - 34 7-9 5-6 25 - 38 6 ½ -7 ½ 7 ½ - 10 40 - 45 10 ½ - 12 6 - 7½ 28 - 38 7 ½ - 10 8 - 11 44 - 53 11 ½ -14 12 ½ - 13 ½ 62 - 66 16 ½ - 17 ½ 16 ½ - 18 ½ 85 - 93 22 ½ - 24 ½
9 ½ - 13 2½-3½ 11 - 15 3-4 11 - 15 3-4 11 - 15 3-4 12 ½ - 17 3 ½ -4 ½ 15 - 21 4-5 17 - 24 4 ½ -6 ½ 21 - 26 5½-7 25 - 30 ½ 5½-8 32 -4 0 8 ½ - 10 ½ 32 - 36 8½-9½ 51 - 57 13 ½ - 15 38 - 51 10 - 13 ½ 52 - 69 14 ½ - 18 77 - 92 20 - 22 108 - 115 28 ½ - 30 ½
*La información sobre consumo de combustible de D7G y BPS se basa en un motor con cámara de pre combustión. El consumo de combustible de un D/G con un motor a inyección directo debiera ser un 10% menos
MOTONIVELADORAS Modelo 120G 130G 12G 140G 14G 16G
Bajo Litros 9 ½ - 13 11 - 15 11 - 15 13 - 15 16 - 19 19 - 25
Gal/EUA 2 -3 ½ 3-4 3-4 3½-4 3½-5 5-6½
Litros 15 - 17 15 - 19 15 - 19 19 - 23 21 - 26 26 - 32
Medio Gal/EUA 4½-4½ 4-5 4-5 5 -5 5½-7 7½-8
Litros 19 - 23 21 - 25 23 - 26 25 - 28 28 - 32 33 - 36
Alto Gal/EUA 5-6 5½-6½ 6-7 6 ½ -7 ½ 7½-8½
GUIA DEL FACTOR DE CARGA Alto: Zanjas, esparcimiento de relleno y de material para base, desgarramiento, conservación pesada de caminos, despejo de nieve.
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Medio : Conservación mediana de caminos, trabajos de mezcla en los caminos, escarificación despejo de nieve. Bajo : Relación de terminado, conservación liviana, viaje en caminos. PALAS FRONTALES Modelo 235D 245D E450 E650
Bajo
Medio
Alto
Litros
Gal/EUA
Litros
Gal/EUA
Litros
Gsl/EUA
15 - 25 26 - 30 20 - 25 30 - 35
4-5½ 7 – 8 5½-6½ 7½-9½
34 - 44 49 - 55 33 - 38 45 - 50
9 – 11 ½ 13 – 14 ½ 8 ½ - 10 11 ½ - 13
41 - 51 59 - 64 45 - 50 60 - 70
11 - 13 ½ 15 ½ - 17 11 ½ - 13 ½ 15 ½ - 18
GUIA DEL FACTOR DE CARGA Alto : Medio: Bajo :
Ciclos constantes en materiales difíciles de excavar. Ciclos constantes con periodos frecuentes de marcha en vació. Trabajo fácil y liviano considerable marcha en vació.
RETROCAVADORAS CARGADORAS Bajo Medio
Modelo 416B 426B 428B 436B 43 8B 446*
Alto
Litros
Gal/EUA
Litros
Gal/EUA2.0-
Litros
Gal/EUA
5.7 - 74.6 6 - 8.3 6 - 8.3 6 - 8.3 6 - 8.3 -----------
1.5 - 2.0 1.6 - 2.2 1.6 - 2.2 1.6 - 2.2 1.6 - 2.2 -----------
7.6 - 9.6 8.3 - 10.3 8.3 - 10.2 8.3 - 10.5 8.3 - 10.5 -----------
2.5 2.2 - 2.7 2.2 - 2.7 2.2 - 2.8 2.2 - 2.8 -----------
95 - 11.3 10.2 - 13.2 10.2 - 13.2 10.5 - 1.4 10.5 - 1.4 -----------
2.5 - 3.0 2.7 - 3.5 2.7 - 3.5 2.8 - 3.7 2.8 - 3.7 -----------
* Datos insuficientes
GUIA DEL FACTOR DE CARGA Alto : Trabajo de producción de largos ciclos y/o implementos de flujo constante. Medio: Trabajo general de ciclos normales en aplicaciones medianas. Bajo : Trabajo de obras públicas con ciclos intermitentes en aplicaciones entre ligeras y medianas.
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CAMIONES Y TRACTORES DE OBRAS Y MINERÍA Modelo 768C 769C 771C 772B 773B 775B 776B 777B 784/785 789 793
Bajo Litros 28 - 37.9 18.9 - 28.4 20.8 - 30.3 37.9 - 54.9 26.5 - 37.9 30.3 - 41.6 53.0 - 73.8 36.0 - 53.0 53.0 - 79.5 68.1 - 102.2 83.3 - 121.1
Medio Gal/EUA 70 ½ - 10 5 – 70 ½ 5½-8 10 -14 ½ 7 – 10 8 – 11 14 - 19½ 9 ½ - 14 14 – 21 18 – 27 22 – 32
Litros Gal/EUA 37.9 - 51.1 10 -13 ½ 28.4 - 37.9 7 ½ - 10 30.3 - 39.7 8 - 20 ½ 54.9 - 71.9 14 ½ - 19 37.9 - 54.9 10 - 14 ½ 41.6 - 56.8 11 – 15 73.8 - 96.5 19 ½ - 25½ 53.0 - 73.8 11- 19½ 79.5 - 109.8 21 – 29 12.2 - 141.9 27 - 37 ½ 121 -170.3 32 – 45
Alto Litros Gal/EUA 51.1 - 60.6 3 ½ - 16 37.9 - 51.1 10 -13 ½ 39.7 - 53.0 10 ½ - 14 71.9 - 87.1 19 – 21 54.9 - 71.9 14 ½ - 19 56.8 - 73.8 15 - 19 ½ 96.5 - 117.3 25 ½ - 31 73.8 - 96.5 19 ½ - 25 ½ 100.8 – 145.7 29 - 38½ 141.9 – 185.5 37 ½ - 49 173.3 – 223.3 45 - 59
GUIA DEL FACTOR DE CARGA Bajo – Alto: Un aumento en = Resistencia a la rodadura, el peso bruto del vehículo (vehículo vació más la carga útil) y en el levantamiento vertical. Una Disminución en = Marcha en vació (demoras, carga, periodos de descanso del operador, etc.) y acarreo cuesta abajo. CAMIONES ARTICULADOS Modelo D20D D25D D30D D40D D250D D300D D350 D400D
Bajo Litros 6.4 8.0 9.5 14.0 6.1 9.5 11.6 14.0
Medio Gal/EUA 1.7 2.1 2.5 3.7 1.7 2.5 3.0 3.7
Litros 11.7 14.0 17.0 28.0 11.7 17.0 20.5 29.0
Gal/EUA 3.1 3.7 4.5 7.4 3.1 4.5 5.4 7.7
Alto Litros 16.7 20.0 23.0 38.0 16.7 23.0 27.0 38.5
Gal/EUA 4.4 5.3 6.1 10.0 4.4 6.1 7.1 10.2
GUIA DEL FACTOR DE CARGA Alto: Largo tiempo de acarreo con pendientes adversas frecuentes. Empleo continuo en caminos de acarreo en pésimo estado con resistencia a la rodadura. Medio: Tiempos de carga y de acarreo normales condiciones variables de carga y caminos de acarreo. Algunos pendientes adversos. Cierta cantidad de elevada resistencia a la rodadura. Bajo: Mucha marcha en vació. Acarreos de cortos a medianos en caminos de acarreo planos, en buen estado. Mínima resistencia total.
EMPRESA………………………………………………………………………………….AUTORIZACIÓN PARA ENTREGA DE COMBUSTIBLE Sírvase a entregar a................................................................................................. Vehículo.........................................No. Interno......................................................
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.......................................................Litros Gasolina Bs......................................... .......................................................Litros Diesel Bs........................................... .......................................................Litros Aceite No Bs......................................... .......................................................Litros Aceite No Bs......................................... ...................................................... Litros Aceite No Bs......................................... para servicios en;..................................................................................................... Lugar y fecha.......................................................................................................... _____________ _________ Autorizado Recibí ________________ Encargado
_________________________ Chofer u operador
Form. Alm.7
Original: para el Surtidor
EMPRESA………………………………………….. CONTROL DE EQUIPOS AVANCE Y CONSUMO No…………………………….. Distrito de……………..Residencia………………Sector………………Sección………….. Unidad…………..Placa No…………Operador………Control………..Quincena Del…..de…………..de 200…..al……de……..de 200………….
GASOLIN A
TIEMPO FEC HA
Hrs. De traba jo
Km. Recorri dos
Litr os
Bs
DIESEL Litr os
Bs
ACEITE Litr os
Bs
GRASA Kil os
Bs
REPUESTO Y ACCESORIO No. De timbre
CARGO DEL DIRECTOR
Bs
../../… .. ../../… .. ../../… .. __________________________ INFORME PREPARADO POR
___________________ REVISADO POR
_______________ APROBADO
PRESENTACION OBSERVACIONES……………………………………….…………… …………………………………………………….……………………… ………………………………………
DIA
MES
AÑO
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CAPÍTULO X COSTOS DE MANTENIMIENTO 1. LOS COSTOS EN LA FUNCION DEL MANTENIMIENTO Generalidades. La finalidad básica de la gestión de costos es, optimizar la utilización de la mano de obra en el mantenimiento, optimizar la cantidad de materiales de mantenimiento e insumos, optimizar los recursos económicos y tiempos de paro o tiempos muertos, de forma que se adecuen a objetivos y estrategias estableciendo por el empresario dándonos beneficios potenciales en cuanto a costos de mantenimiento. Es decir, todo esfuerzo que se haga para optimizar los procesos productivos y/o de prestación de servicios, significa controlar la aplicación de los recursos humanos, físicos y económicos, dándonos como resultado aumento cuantificable de la efectividad del proceso de gestión de costos en procesos industriales y/o de prestación de servicios. Por ello, cada variable del sistema de información debe ser analizada y, debe estar representada y medida para poder estimar la contribución de cada área en el producto o servicio final. Por lo que, es necesario conocer indicadores tales como; el costo de un minuto de producción , el costo de mantenimiento por cada máquina o proceso, conocer el costo de cada metro cuadrado de área utilizada, la distribución porcentual de los servicios , mano de obra, materias primas en el producto y el tipo de costo de mantenimiento por cada sección, que permitan la comparación con los indicadores de la organización.
El concepto de "Costeo" se refiere a un proceso de análisis de un sistema de información que refleje cifras y que, muestre resultados de una gestión permitiéndonos inferir en el tiempo una tendencia de utilización de recursos. En otras palabras la función o la realización de actividades de mantenimiento exige consumo de recursos que afectado por tarifas estándar permiten obtener un valor que en sí , no significa nada si no se contrasta o compara con referencias que indiquen el concepto de bien, mal, mejor o peor; es decir el concepto "costo" se debe referir también al resultado obtenido en procesos de producción industrial y/o prestación servicios. Por ejemplo:
* Una O.T puede consumir 1.000 unidades monetarias de mano de obra y 6.000 de repuestos, esto facilita sacar como conclusión: *Relación, mano de obra y repuesto: 6 a 1. Para evaluar resultados internos de una organización de mantenimiento y, para comparar la inversión con los resultados operativos de la empresa. Es decir, si por diferentes medios o sistemas de información de mantenimiento se conoce que en un determinado periodo se emplearon, N, miles de Bolivianos en el mantenimiento estos N miles se dividen en, M miles en materiales, O, miles en mano de obra, P, miles en herramientas y puede conocerse que se usó, Q, miles en la administración de estos recursos, no por eso, se conocen los costos de mantenimiento, es necesario indicar que, el buen control de costos debe buscar conocer las distribuciones internas, consumos puntuales, "picos", partes intervenidas con frecuencia, causas de las fallas y sobre todo tratar de encontrar una relación de, acción -causa-efecto que logre unir conceptos administrativos y técnicos que expliquen el origen de los trabajos de mantenimiento. Expresándonos de otra manera, el mérito del mantenimiento no es conocer valores totales sino, poder precisar su distribución por diferentes conceptos o aéreas tales como :
· Área operativa · Equipos o conjuntos · Familia de equipo · Partes de equipo · Análisis de causa de falla, síntomas y acciones tomadas.
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· Tipo de falla mecánica, Eléctricas u otros. · Origen de la falla · Por asignación contable de los consumos del repuesto. · Oficios o Especialidades y por Especialistas · Por intervención a componentes · Área de responsabilidad · Zona geográfica · Cuadrilla · Períodos de tiempo Conocer los costos de las variables indicadas las mismas que son obtenidas de un sistema de información nos proporciona los siguientes reportes: · Costos por unidad productiva. · Relación de los costos de operación totales · Relación con las ventas Por otra parte, si se conoce los costos de un periodo o gestión, con los resultados de los mismos puede establecerse, metas, objetivos y estimular la optimización del uso de mano de obra, cantidad de repuestos o materiales y tiempos de paro , el objetivo es obtener puntos de equilibrio entre el beneficio empresarial y el costo de mantenimiento. Aunque el recurso económico no es el único factor a considerar en el proceso del Mantenimiento, muchas de sus estrategias u operaciones deben manifestarse como dinero; con lo que, la toma de decisiones es fuertemente influenciada, pues sólo planes que realmente impliquen beneficios tangibles tiene presentación; es decir si, se enfoca el trabajo de Mantenimiento globalmente, cada esfuerzo que se haga para mejorar los procesos y controles aunque satisfaga requerimientos de bienestar y mejoramiento de los recursos humanos y físicos, debe estar respaldado en un aumento cuantificable de la efectividad del proceso productivo o servicios prestados; es por ello que, cada variable del sistema debe estar representada y medida para poder estimar la contribución de cada área en el producto productivo final o servicio prestado. Concluimos que, conocer el valor de un minuto de producción o servicio prestado, el costo de cada metro cuadrado de área utilizada, el conocimiento de la distribución porcentual de los costos de servicios, mano de obra, repuestos y materias primas del producto, facilitan la visualización de las incidencias de cada área productiva o de servicios prestados y se constituye en elemento de información para las diversas estrategias que se quieran aplicar en la organización.
2. ENFOQUE ECONOMICO DEL MANTENIMIENTO El área de mantenimiento desde el punto de vista de costos, es considerado como un ente de servicio con criterio de costo cero. Es decir, mantenimiento debe "cobrar" sus servicios a los usuarios de forma que al final de un período dado, el valor o recursos gastados en el mantenimiento en un periodo deben ser iguales a los recursos presupuestados o costo total de mantenimiento incurrido en ese periodo , o de otro lado, la diferencia entre lo presupuestado y lo invertido en
mantenimiento es "pérdida" estos resultados deben ser conocidos para mejorar la productividad. Es decir el conjunto de costos directos, indirectos y generales en que incurre el Mantenimiento durante un período o gestión debe reflejarse a través de las órdenes de trabajo en el mismo período, o sea la totalidad de costos presupuestados al inicio del período debe distribuirse en las OT que se ejecuten en el período. Mantenimiento es una actividad de servicio con criterio de costos cero. Este punto se debe ampliar bajo el principio de que, todo se distribuye entre los "clientes". Esto sería aumentar el valor del producto o servicio prestado, dicho aumento significa
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improductividad, ineficiencia, que la empresa traslade al cliente, si bien es importante que la empresa conozca los costos de mantenimiento para tomar como elementos de mejoramiento, conocer los resultados que se obtienen al final del período o de una gestión, comparados los mismos con el presupuesto si se constata que los valores reales de los costos no coinciden esto es un signo de la necesidad de mejorar los procedimientos para presupuestar o un mejor desempeño y utilización de los recursos con un adecuado esquema de programación y planificación del mantenimiento.
Función de la Orden de Trabajo.- El mantenimiento no debe generar utilidad económica para sí mismo, el valor que se carga a las órdenes de trabajo tiene como fin distribuir el costo del área de mantenimiento a las diferentes áreas de los procesos industriales o de prestación de servicios. Los modelos de costos de mantenimiento son herramientas para la administración de los mismos que se han diseñado para asistir a los directores de mantenimiento en el proceso de toma de decisiones, siendo la fuente primaria de control de costos es Ordenes de trabajo (OT) Toda intervención de mantenimiento emplea recursos internos y externos, y debe estar respaldado por una orden de trabajo (OT) y así todo recurso utilizado debe controlarse mediante ese instrumento y debe reflejar la cantidad consumida, la O.T facilita la visualización de las actividades, posibilita la estimación y permite que se asocien sus insumos o elementos utilizados lo que permite obtener un costo a "liquidar" muchos de estos costos son tarifas establecidas. Todo presupuesto de un contratista debe indicar claramente los montos de mano de obra directa, materiales, herramientas, Impuestos, costos administrativos, y los porcentajes de utilidad, de la misma forma, toda factura resultante de un servicio prestado debe estar igualmente estructurada. La aplicación de esta medida permitirá la
comparación elemento a elemento con el costo interno y midiendo la competitividad de la organización de mantenimiento.
Tarifas estándar: El costo del mantenimiento en países desarrollados se basa en tarifas horarias estándar para las diferentes variables tales como, mano de obra, herramientas y costos indirectos , excepto los materiales, los cuales se cargan al costo que se mantiene en el sistema de materiales; en cada caso se hará una detallada discusión para establecer cómo se logran dichas tarifas, que en la medida que se reflejen la globalidad y totalidad de su cobertura, expresarán de manera real la inversión en que incurra la empresa para realizar esa labor. Costos diferidos: Los costos de mantenimiento que se ocasionan en el período o gestión se pueden diferir en el tiempo de acuerdo a políticas empresariales, de tipo contable o administrativo, no obstante desde el punto de vista de gestión de mantenimiento se debe analizar los costos en el momento en que realmente se "cargaron" a un equipo. El objetivo de diferir es netamente contable con el propósito de no afectar los costos de operación en un período de tiempo determinado, y se lo hace generalmente cuando se practica un mantenimiento cuyo costo es demasiado elevado como para aplicarlo en un sólo período, lo normal en algunas empresas es diferir durante varios períodos a fin de suavizar su impacto en el precio de la operación. Consecuentemente en el costo del producto industrial o prestación de servicio. Modelo de costos.- Un modelo de costos, no se aplica con el objetivo de dispersar los "picos" de los costos de mantenimiento, sino con el objetivo de dotar a la empresa de criterios de costos plenamente identificados en su periodo de ocurrencia . En el caso de una parada mayor o reparación total del equipo que a raíz de ello se logra aumentar el valor del activo o el bien capital, la empresa puede cambiar la orientación fiscal - valor invertido, pero eso no cambia el costo que haya causado en un período definido porque los recursos realmente se consumieron en esa fecha y desde el punto de vista de la gestión de mantenimiento es mejor conocer ese "pico" para proyectar mejores compras, cuadrillas, herramientas y equipos auxiliares que se traducen en menor consumo de recursos y ofrecer un costo menor a la empresa como un mejor empleo de insumos.
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Definición de criterios de análisis: Nos permite agrupar y analizar los costos que se "cargan" a los equipos o instalaciones industriales con la asociación de todo equipo a un centro de costos, sistema, áreas, parte intervenida, causa de intervención, origen del trabajo, tipo de labor y así el modelo permite obtener información con el grado de detalle que se desee, esto facilita diferentes mecanismos de análisis y diferentes distribuciones de un mismo valor global. 3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DETERMINACION DE LOS COSTOS DE MANTENIMIENTO. En las empresas organizadas, existen buenos sistemas de información sobre las variables que miden el comportamiento de los costos de mantenimiento, información que nos permite visualizar fácilmente las diferentes variables y manifiestan un alto grado de interés por el costo mismo y su comportamiento. La falta de interés en el control de los costos de mantenimiento en muchas de las empresas de nuestro medio es fruto de su ignorancia, otras empresas tienen información de sumas elevadas del Mantenimiento, sin saber en qué rubro, correctivo planificado, reparaciones imprevistas, trabajos preventivos, trabajos de análisis de fallas y/o inspecciones, mano de obra, repuestos, u otros, tampoco conocen el comportamiento al futuro, en síntesis, algunas gerencias tienen la información inadecuada y otras veces acertada de que, grandes cantidades de dinero se desperdician en Mantenimiento; en algunos casos un gran porcentaje de los costos de mantenimiento pueden reducirse sustancialmente. El manejo adecuado de los costos de Mantenimiento puede ayudar a identificar los puntos críticos, para muchas empresas esta identificación es la barrera entre la competitividad y la ruina, como ha sido el caso de empresas que han perpetuado con equipos anacrónicos sin estar preparadas para el reto de asimilar los nuevos conocimientos y procesos. Y otros que se han innovado tecnológicamente y son altamente competitivos, el control de costos requiere infraestructura básica que permita elaborar tareas para controlar costos y nos permitan tomar decisiones y acciones concretas. Un elemento fundamental para el control de costos es la información oportuna que, permita conocer con exactitud y veracidad el costo de mantenimiento de cada máquina o proceso, es decir, es necesario diseñar el flujo de datos para que, tan rápidamente como sea posible, ellos sean procesados y también rápidamente sean analizados para tomar acciones correctivas. Otros elementos importantes son la comunicación y el ambiente propicio que genera una organización adecuada y comprometida, los controles precisos en base a personal calificado y adecuado para el trabajo en cuestión, por otra parte, es necesario objetivos claros, y gerentes competentes con capacidad para administrar una de las más difíciles operaciones que es el mantenimiento. Cualquier persona dentro de la organización debe estar muy consciente de la responsabilidad de velar por los costos, permaneciendo informado de su estado y de su contribución para controlar el sistema de órdenes de trabajo, documento fundamental en el sistema de control de costos , pues debe reportase con la mayor exactitud posible porque la sumatoria de sus datos permite conseguir la información necesaria en el sistema.
4. TIPOS DE COSTOS INVOLUCRADOS EN EL MANTENIMIENTO
Costos directos Costos indirectos Costos generales
Costos Directos. Están relacionados con el rendimiento y la competibilidad de la empresa y son menores si la
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conservación de los equipos es mejor, en este caso la cantidad de tiempo que se emplea y la atención que se da en equipos o plantas industriales. Estos costos son fijados por la cantidad de reparaciones, inspecciones, mano de obra y en general las actividades y controles que se realizan a los equipos, comprendiendo: · Costos de mano de obra directa y contratada · Costos de materiales, repuestos e insumos. · Costos de la utilización de herramientas, equipos propios y controladores. · Costos de contratos para la realización de intervenciones
Costos Indirectos Son aquellos que no pueden atribuirse de una manera directa a una operación o un trabajo específico, son costos que no puede relacionarse al trabajo específico de mantenimiento, por lo general, suelen ser: trabajos de supervisión, atención de almacén, instalaciones, servicio de taller, accesorios diversos, administración, servicios públicos, etc.
Costos Generales Son los costos en que incurre la empresa para sostener las áreas de apoyo o de funciones no propiamente productivas y/o aéreas de prestación de servicios y que a su vez, dan soporte a las áreas que desempeñan labores que se relacionan directamente con la actividad del proceso o servicio. Para que los costos generales de mantenimiento tengan utilidad como instrumento de análisis, se deben clasificar con cuidado, a efecto de separar el costo fijo de las variables, que en algunos casos se asignan como directos o indirectos, generalmente, los costos asignados a las áreas de mantenimiento por influencias indirectas de áreas de apoyo no son considerados según unos modelos de análisis, la administración de mantenimiento no tiene ninguna acción. Es cierto que los costos que asumen las áreas de mantenimiento por concepto de costos de administración se denominan costos asignados y son fijados por niveles de autoridad que van más allá de las áreas de mantenimiento, y también que generalmente estos costos no se consideran, debido a que ellos no son controlables por la organización de mantenimiento, ellos son manejados por sistemas externos de información y su determinación es dispendiosa. Este punto es discutible porque si bien es cierto que generalmente el mantenimiento no tiene dominio sobre estos aspectos, también es verdad que el mantenimiento "consume" de esos recursos para poder ejercer su función, una manera de visualizar esto es la abstracción de que el mantenimiento es una empresa, por lo tanto sino tuviese ese apoyo, lo tiene que asumir y adquirir para poder funcionar. Vale la pena reconocer la dificultad para "prorratear" o calcular la contribución global de mantenimiento en ese empleo de recursos. Existe la siguiente posibilidad: determinar cuánto de ese costo global corresponde a mantenimiento y en ese punto lo mejor es hacer una distribución proporcional, por ejemplo:
Por persona: Es razonable, así se tiene como un factor de "posesión" del recurso un valor que exige la administración, relacionado con el número de personas de mantenimiento respecto al total. Eso permite posteriormente que se pueda asociar al trabajo. Por actividad: Es bastante apropiado, porque se hace sobre un consumo global, la idea es hacer una relación directa del costo de la realización de la O.T y distribuir los costos generales en base a un valor de los costos totales.
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CONCLUSIONES. Debido a que los trabajos de mantenimiento involucra diferentes áreas que interactúan entre sí, y habiendo indicado que los costos de mantenimiento en consecuencia de producción y/o de prestación de servicios tiene muchísima importancia sobre el éxito de la empresa y la rentabilidad de toda la organización industrial y/o de servicios. El análisis de costos también se hace para efectos de elaboración de proyectos de instalaciones y funcionamiento de la industria a lo largo de la llamada vida útil de la instalación industrial o maquinas a lo que se denomina “ Costo cíclico de vida”. En síntesis, el control de costo de mantenimiento y producción en la práctica se hace utilizando diferentes métodos y planificación en función de los requerimientos. Ejemplo:
1.- Costo de mantenimiento para procesos de producción y/o prestación de servicios: Planificación de Costos Costos directos involucra Mantenimiento: Correctivo, Preventivo, predictivo, proactivo Salarios de mecánicos, inspectores, costo de los repuestos, lubricantes. Costos Indirectos, energía eléctrica, alquileres costos productivos de apoyo al proceso productivo.
CostoCosto por fallas repentinas: por fallas Es inadmisible en empresas repentinas: modernas y competitivas Es admisible en
empresas modernas y Compromete las utilidades de la empresa, existe interrupción de la Incumplimiento de plazo producción, se de daproducción, energíatiempo y pérdida de productividad y de espera del utilidades
Análisis previo valores del pasado y estado del equipo. Costo proyectado de la gestión “Presupuesto” Análisis competitivo
TEROTECNOLOGIA “O METODO DE CALCULO DE LOS COSTOS DE INSTALACION Y MANTENIMIENTO DE UNA INDUSTRIA” Estos costos no solamente abarca el mantenimiento u operación de la industria o maquina sino también aspectos técnicos de fabricación, instalación y funcionamiento a lo que denominamos “Terotecnologia o ingeniería de mantenimiento ”. Por la complejidad y siendo ella una combinación de aspectos técnicos, económicos y administrativos como es de esperar, dirigidos a obtener ventajas económicas durante el “Ciclo de vida útil de los Equipos Industriales y/o de Prestación de Servicios,” el método de la Tero tecnología o ingeniería de mantenimiento, es una combinación de aspectos técnicos, económicos y administrativos dirigidos a obtener ventajas económicas durante el
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“Ciclo de vida útil de los Equipos Industriales” , la aplicación de este método comprende desde la especificación técnica del proyecto, diseño confiable y de fácil mantenimiento, fabricación, instalación, puesta en operación de las instalaciones industriales y reemplazo.
5. FACTORES QUE INFLUYEN EN LOS COSTOS DE MANNTERNIMIENTO A LO LARGO DE LA VIDA UTIL DE LOS EQUIPOS INDUSTRIALES “C.C.V”
Especificación Técnica
Instalación Ejecución Confiabilidad Mantenibilidad
Diseño
Diseñado para tolerar fallas en una aplicación
Fabricación
Control de Calidad
Instalación
Detección de fallas defectos de mantenibilidad
Prueba
Detección de fallas
Análisis y Retroalimentación
Liquidación Venta
Operación
Detección de fallas Mantenimiento pobre Mala operación
Reemplazo
Obsoleto Rotura Reparación
Organización de Mantenimiento pésimo
Diseño - Proyecto
Mejoras de Calculo - Avance Reemplazo Compra (Costo Capital)
Instalación
Patentes, Tramites Puesta en marcha Uso
COSTO DEL CICLO DE VIDA (C.C.V.)
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Ahorros Beneficios
Costos durante la producción “uso” s o da l u
Costos durante la instalación, trámites y pruebas en marcha m uc
a di v e
A d s ot
ol ci
Costos durante el proyecto, planificación y compra s o C
c ot s o
Costo de ciclo de vida
Tiempo
C
COSTOS DE VIDA UTIL DE INSTALACIONES INDUSTRIALES (MAQUINARIAS Y EQUIPOS)
Costos
Estudio y diseño proyecto adquirido e instalación oi
USO EN LA PRODUCCION Tiem o de uso total Tiem o útil
ci vr es ne
B at se u p e d o d
A oi re P
TIEMPO
A SERVICIO AÑOS DE
ASPECTOS DE MANTENIMIENTO A
Solamente con personal de producción o de operaciones.
B
Con participación predominante del personal de mando. Con participación partidaria del personal de mando.
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FACTORES QUE INFLUYEN EN EL COSTO CICLICO DE MANTENIMIENTO
Especificación técnica.- Muy importante a la hora de considerar la adquisición de un equipo, ya que de ella depende las condiciones de su aplicabilidad en el trabajo. Diseño.- Se considera las características técnicas en función a los requerimientos del interesado. Fabricación.- Muy importante, porque da márgenes de selección a la hora de comprar, engloba costo y la calidad. Instalación.- Significa adecuar al equipo a las condiciones de trabajo y funcionamiento. Prueba.- Buen desenvolvimiento en el trabajo, detección de fallas Operación.- Detección de fallas en el trabajo mantenimiento pobre, mala operación Reemplazo.- Obsoleto , rotura , reparación
6. APLICACIÓN DEL METODO El método de costo cíclico de vida (ccv) se utiliza con éxito sobre todo en los siguientes casos:
Para estudios, investigaciones o análisis de factibilidad y desarrollo de proyectos. Como una herramienta de evaluación técnica durante las fases de desarrollo del producto, con el propósito de facilitar al usuario en determinar si el diseño o proyecto es una alternativa a la solución anterior. Como un instrumento para la toma de decisiones en la adquisición de diferentes ofertas. Como un instrumento de firma de contrato, que asegura cual de los factores de disponibilidad y ejecución de mantenimiento deberán ser tomados en cuenta en el contrato.
FORMULA A APLICAR CCV = costo soporte de vida Dónde: CCV = NA* (CO + CM+ CP)..................................... (1) Dónde: NA = número de años en el calculo CO = costo anual de operación CM = costo anual de mantenimiento CP = costo anual por paros CCV = CCVA + NA * (CO + CM + CP)..................... (2)
ANALISIS DE OFERTAS
TPO 1 TIPO 2
PRECIO
VIDA UTIL
270 (Peruana)
30.000 km.
270 (Chilena)
50.000 km.
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CONDICIONES
Compra de 20 camiones. Del tipo 2 , es 12% más caro que el de tipo 1 Del tipo 2, tiene una vida útil de 60% más que del tiop1 Recorrido anual de cada camión es de 60.000 Km. Y está equipado con 6 llantas El costo de cambio es de 8 Bs. La pérdida de producción por paro es de 100 Bs/hr Tiempo de vida del proyecto es de 10 años Se estima que el consumo de combustible disminuye en 6 % si el tipo 2 es elegido El consumo de combustible para10 Km. es de 6 litros El precio del combustible es de 3.16 Bs/Ltr.
NOTA.- no se toma en cuenta intereses bancarios TIPO 1 “PERUANA” especificación 12*20 Aro = 20 Delantera = 240 $us. (Cámara + ponchillo) Trasera = 240 $us. (Cámara + ponchillo
FORMULA A APLICAR CCV = CCV * A + CSV:
CSV = NA* ( CO + CM + CP)
CALCULO DE CCVA 1 camión -------------6 llantas 20 ¨ --------------X llantas X = 120 llantas 1 Llanta --------------240 $us. 120 ---------------------Y = ? y = 28.800 $US. 1 año ------------60.000 km Z -----------30.000” Z = 0.5 años Cada ½ año un camión de llantas CCVA = 28.8 $US * 2 cambios al año = 57.600 $us./año
CALCULO DE CO
8 Bs / cambio de llanta 1 $us. -------------------- 6.61 Bs X ------------------------- 8 Bs. X = 1.21 $us.
CO = 1.21 $us /alño 120 llantas = 142.2 $us / cambio * cambios = 290.4 $us /año
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CALCULO DEL CM CM1 = ALINEADO Y BALANCEADO 160 Bs alineado por camión 360” balanceado “ “ 520 Bs CM 1 = 520 Bs/ servicio camión * 1 $us /6.61 Bs = 78.7 $us /ser camión *20 camiones = 1573.4 $us/serv *2 serv/año CM1 = 3146,7 $us /año CM2 = Parchados Asumimos 31 parchadas /año camión × 10 Bs/ parchada × 1 $us/6.61 Bs= 1.51 $us / parchada, 31 parchadas /años 20 camiones 1.57 $us parchada = 1090 $us /año CM = CM +CM2;
CM = 3146.7 + 1090 = 4236.7 $us /año
CALCULO DE CP CP = 100 Bs/hora + 1 $us / 6.61 Bs = 1.53 $us/hora + 24 hrs /sia *365 días /año = 132.192 $us/año
CALCULO DE CCV CCV = 290.4 $us /año + 4286.7 4us /año = 136719.1 $us/año CCV = ( 157600 $us 7año + 136719.1 4us/año ) * 10 años CCV = 1943191 4us. TIPO 2 Aro 20 Delantera = 270 $us (cámara + ponchillo) Trasera = 270 $us (cámara + ponchillo) El costo cíclico se expresa por la siguiente fórmula: CCV = CCVA CSV CI = Costo de Inversión “Adquisición”. CSV = Costo Soporte de Vida CSV = NA (CO + CM + CP) NA = Número de años en el cálculo. CO = Costo anual de operación. CM = Costo anual de mantenimiento. CP = Costo anual por paros. Este costo cíclico también se calcula por la fórmula:
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CCV
CA
N º de Horas TPAF
Costo
Falla
CA = Costo de Adquisición. TPAF = Tiempo promedio antes de la falla.
7. CÁLCULO DE COSTOS DE OPERACIÓN DEL TRANSPORTE URBANO COCHABAMBA “COMPUESTO DE MICROS, MICROBUSES” Y DETERMINACIÓN DE LA TARIFA CONSIDERACIONES GENERALES El parque automotor de transporte público de Cochabamba a pesar de la falta de soporte económico o facilidades del gobierno en términos de inversión, con mucho esfuerzo viene modernizándose con vehículos del tipo Nissan Condor, Mercedes Benz, Volksvagen, Hino, Toyota Cuarter, Civilian Nissan. El objetivo de esta inquietud es brindar un servicio eficiente, brindar seguridad y continuidad en su operación, consecuentemente confiabilidad al usuario. La modernización encarada por el transportista como estrategia para prestar mejores servicios está siendo amenazado por la constante elevación de los precios en los carburantes, la variación en la cotización del dólar, la recesión económica, que perjudica el uso del transporte, a ello se suman los altos costos financieros, finalmente se avizoran situaciones aún más difíciles por la falta de políticas del gobierno en el control de precios de los carburantes. Al margen de todo ello es necesario hacer notar que el método adoptado por la superintendencia de transporte para el cálculo de la tarifa no refleja la verdadera situación económica y social, en consecuencia la difícil situación del transporte público.
FÓRMULA PROPUESTA POR SIRESE TA = TV + TV(c*C+I*L+s*S+r*R+m*M+seg*SEG+g*G+i*I+d*D+gg*GG) Se toma como período de análisis desde enero de 1997 a la fecha. Dónde: TA = TV = c= C= I= L= s= S= r= R= m=
Es la Tarifa después del Ajuste. Es la Tarifa vigente al momento de efectuarse el ajuste. Es el porcentaje de cambio, positivo o negativo, en el precio del combustible. Es la incidencia del combustible en el costo total de operación. Es el porcentaje de cambio, positivo o negativo en el precio de lubricantes medido por la variación en el IPC (Índice de Precios al Consumidor). Es la incidencia de lubricantes en el costo total de operación. Es el porcentaje de cambio, positivo o negativo, en la remuneración a la mano de obra. Es la incidencia de la mano de obra en el costo total de operación. Es el porcentaje de cambio, positivo o negativo del precio de los repuestos importados, medido por la variación de la tasa de cambio del dólar de los Estados Unidos de América. Es la incidencia del costo de los repuestos como filtros, baterías y neumáticos en el costo de operación. Es el porcentaje de cambio, positivo o negativo en el precio de los servicios de mantenimiento y reparación, medido por la variación en el IPC (Índice de Precios al
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M seg SEG g
= = = =
G= i= I= d= D= gg = GG =
Consumidor). Es la incidencia del costo de mantenimiento y reparación en el costo de operación. Es el porcentaje de cambio, positivo o negativo, de la prima del seguro automotor. Es la incidencia del costo del seguro automotor en el costo de operación. Es el porcentaje del de cambio, positivo o negativo en el alquiler de garage, medido por la variación en el IPC (Índice de Precios al Consumidor). Es la incidencia del costo del alquiler de garaje en el costo de operación. Es el porcentaje de cambio positivo o negativo de la alícuota del impuesto a la propiedad de vehículos automotores. Es la incidencia del impuesto en el costo de posesión del vehículo. Es el porcentaje de cambio, positivo o negativo de la tasa de cambio del dólar de los Estados Unidos de América. Es la incidencia de la operación en el costo de Operación. Es el porcentaje de cambio, positivo o negativo en el costo de los gastos generales, medido por la variación en el IPC (Índice de Precios al Consumidor). Es la incidencia de gastos generales en el costo de operación del vehículo.
ELEMENTOS DE CÁLCULO DE LOS COSTOS
Datos Básicos
Cantidad o Porcentajes
Tipo de cambio Número de pasajeros por día Tasa promedio de interés. Valor promedio del parque automotor Año de fabricación promedio. Días trabajados. Valor residual. Recorrido promedio Vida útil Unidad de medida. Impuestos municipales. Impuestos tránsito. Intereses sobre inversión. Impuesto a la renta. Costo de repuestos. Costo lubricantes. Costo carburante. Costo mano de obra Gastos generales Alimentación y viáticos. Seguro contra terceros.
6.19 250 18% 18.000 1993 288 20% 178.25 5.00 Bs. Por año 2 veces 18% Trimestral f(V*D) f(IPC) f(VP) f(IPC) f(INF) f(T) f(V*V)
Aclaración Bs./$us. Cantidad promedio Anual $us. Diversos Año Valor de inversión. Km. día por unidad. Años Día Y Modelo. Año Año. Régimen integrado Variación dólar Ind. Precio cons. Variación de precios. Ind. de Precios Con. Inflación Acumulada. Por día. Valor vehículo.
1.- CÁLCULO DEL COSTO DE COMBUSTIBLE. Este ítem se calcula en función de los kilómetros recorridos, potencia del vehículo, condiciones de operación y la variación de precios.
Costo gasolina 3.31 Bs./lt. Costo diesel 3.12 Bs/lt.
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51.336*331*0.7 51.336*0.3*3.12 Costo = ---------------------- + --------------------- = 165.7 Bs./día 288*3.5 288*3.5
2.- COSTO DE LUBRIFICANTES: “ACEITE DE MOTOR CAJA Y TRANSMISIÓN” Nº de cambio 17.112 Costo promedio 12 Bs./Lts. Cantidad promedio 9 lt. Costo motor 17.112*12*9 = 6.42 Bs./día. 288 Costo caja 5*2*15 = 150/288 = 0.52 Bs./día Costo de Transmisión 3.5*15*2 = 0.364 Bs./día. 288 7.3 Bs./día. Costo Total
3. CÁLCULO DEL COSTO DE REPUESTOS Y ELEMENTOS DE IMPORTACIÓN COTIZADOS EN DOLARES TALES COMO FILTROS, LLANTAS, CÁMARAS. Para vehículos de transmisión público se considera las condiciones de carga “factor de carga” condiciones de operación, el consumo de repuestos del orden del 15.48% del costo de inversión y comprende: repuestos del sistema de transmisión, sistema de suspensión, sistema eléctrico, sistema de inyección, motor, y sistema de freno. a) b)
18.00*0.1548 = 3.060 = 10.625 * 6.19 = 66.118 Bs./día. 288 Costo baterías, 60% del parque automotor lleva dos baterías de 12V, 100 amp. cuyo costo por unidad es de 480 Bs. y 40% lleva una batería de 12 V, 75 amp. Costo 390 Bs. Costo Total = (485*0.6*2) + (0.4*395) = 2.89 Bs./día.
c)
Costo llantas y cámaras características aro 16, 12 lonas, procedencia chilena, vida útil promedio 35.000 km., precio promedio con más cámara 105 $us. cantidad. 6 Recorrido promedio día 178.25 km. Recorrido anual 178.25*288 = 51.336/35.000 = 1.4667. Costo 6*105*1.4667 = 19.86 Bs./día.
d)
Cálculo de costo de filtros de aire, filtros de aceite de motor, diesel. Filtro de aceite costo promedio 220 Bs. Filtro de aceite diesel 70 Bs. Promedio. Filtro de aceite gasolina 30 Bs.. Número de cambios 51.336/3.000 = 17.112 por año. Filtros de diesel costo 160 Bs. Costo Total (17.112*70*0.6) + (30*0.4*17.112)+220+160 = 4.88 Bs./día.
4.- COSTO SALARIOS VIÁTICOS, BENEFICIOS SOCIALES. Chofer 800 Bs./mes*2 = 9.600 Bs./año. Aguinaldo = 800 Bs./año.
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Vacaciones = 400 Bs./año. Alm. Desay. Refrig. = 4.320 Bs./año. Beneficios Sociales = 800 Bs./año. Total = (9.600+800+400+4.320+800)/288 = 55.3 Bs./día.
5.- CÁLCULO DE SEGUROS. Con datos proporcionados por la compañía de seguros “La primera de Seguros” corresponde el 3.5% sobre el valor promedio de los vehículos. (18.000*0.035%)/288 = 2.187*6.19 = 13.54 Bs./día. 6.- CÁLCULO DEL COSTO DEL MANTENIMIENTO. Estos costos comprenden lavado, fumigado, engrases, alineaciones, rotaciones y mano de obra en las reparaciones rutinarias y otros. Costo alineado 2*70 = 140 Bs./año. Costo rotación 1 = 50 Bs./año. Costo parchado v = 60 Bs./año. Costo fumigado, Lavado, engrase, 60*19.24 = 960 Bs./año. Costo mano de obra 7*288 = 2.016 Bs./año. Costo total = 11.24 Bs/día.
7.- CÁLCULO COSTOS GARAJE “4 Bs./día” . 8.- CÁLCULO DE IMPUESTOS. Se trata de impuestos municipales sobre los vehículos y de la renta calculados en función del valor promedio asumido y el factor de depreciación que es función del año de fabricación promedio 1993, y el impuesto a la renta función del régimen al que pertenece. a) Impuesto municipal = 2230 * 0.0212 = 1141.76/288 = 2.02 b) Impuesto a la renta régimen integrado con descargo.
9.- CÁLCULO DE LA DEPRECIACIÓN E INTERESES. 14400*0.18(1+0.18)5 D = --------------------------- = 4605/288 = 98.975 Bs./día. (1+0.18)5 - 1
10.- GASTOS GENERALES. Secretaría Mantenimiento oficina 40*10 = 400 Bs./día. Luz 300*12 = 3600 Bs./año. Agua 250*12 = 3000 Bs./año. Teléfono 250*12 = 3000 Bs./año. Revis.Tecn. Tránsito 2*15 = 30 Bs./año.
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RESUMEN CUADRO DE EGRESOS Y PREVISIONES
I tem
Detalle
1 Combustible 2 Lubricantes 3 Repuestos 4 Salarios 5 Seguros 6 Mantenimiento 7 Garaje 8 Impuestos 9 Depreciación 10 Gastos Generales TOTAL EGRESOS Y PREVISIONES
Bs/día 165.70 7.30 91.81 55.30 13.54 11.24 4.00 2.02 98.97 30.00 479.88
% 34.53 1.52 19.14 11.52 2.82 2.34 0.83 0.43 20.62 6.25 100.00
CÁLCULO DE INGRESOS. Para dicho cálculo se toma como base la tarifa vigente Bs. 1.4 y 250 pasajeros transportador por día. 250 * 1.4 = 350 Bs./día “déficit” 479.885 – 350 = 130 Bs./día
CÁLCULO DEL COSTO DE LA TARIFA Tomamos como intervalo de tiempo desde 1997 a la fecha. TA = 1.2 + 1.2(0.1276+0.000254+0.0029+0.0287+0.00024+0.0282+0.000166+ 0.0174+0.0325+0.002456) = 1.49 Bs.
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CAPITULO XI “VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA UTILISACION DE SOFTWARE EN EL MANTENIMIENTO” VENTAJAS: a) Reducen los cargos burocráticos de los ejecutantes de mantenimiento . Las órdenes de trabajo de actividades programadas pasan a ser emitidas parcialmente llenados por el propio computador, por lo que queda eliminada la necesidad de mantener los archivos manuales de servicios ejecutados, cancelados y pendientes.
b) Facilita y torna más confiable la composición de tablas y gráficos. Esta ventaja también es consecuencia del proceso, existe menos posibilidad de error con el sistema o control computarizado. c) Facilita la presentación de reportes según diversas formas y posibilita mayor rapidez en la emisión de esos reportes. A través de programas, los reportes pueden ser emitidos bajo varias formas, cronológicas, secuencial numérica, secuencial alfabética etc. y de forma más concisa o detallada de acuerdo con la finalidad. La rapidez en consecuencia del propio proceso.
d) Permite la composición del Programa Maestro de Mantenimiento Preventivo de una nueva instalación a partir de otras instalaciones similares. A través de programas, el computador puede seleccionar los equipos comunes de instalaciones similares y componer ese Plan Maestro de la nueva instalación.
e) Torna más rápido la respuesta a las consultas específicas sobre datos históricos de mantenimiento. Si el proceso adoptado fuera de "tiempo real", o sea, el banco de datos relativo al archivo histórico de mantenimiento está permanentemente a disposición del usuario, la consulta será atendida en intervalo de tiempo infinitamente menor, en relación a aquel que sería gasto en la búsqueda de archivos por el sistema manual.
f) Facilita el intercambio de informaciones entre áreas de operación y mantenimiento. Esta ventaja permitirá la composición de reportes de gran valor para análisis gerencial del órgano de producción, pudiendo ofrecer recursos para aumento de rentabilidad y fiabilidad de los equipos.
g) Permite la implantación de programa automatizado de optimización de la mano-de-obra aplicada en el mantenimiento. Si fuera detectada distorsiones en la distribución de los servicios comprometidos en determinados períodos, sobrecargas y en otros, ociosidad del personal de ejecución del mantenimiento, el proceso permite la implantación de programa específico para regularizar esas distorsiones. A ese tipo de actuación donde el computador procesa el programa y/o emite informes sin la intervención humana llamamos "Sistema inteligente".
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h) Permite la implantación de programas automatizados de supervisión de comportamiento de los equipos y de la programación del mantenimiento. A través de programas específicos, el computador puede mantener permanentes comparaciones entre parámetros preestablecidos con datos de las Ordenes de Trabajo y emitir reportes históricos cuando los límites de los parámetros fueren sobrepasados (Sistema inteligente)
i) Auxilia el control de grandes reparaciones a través de programación dinámica, utilizando la técnica PERT-CPM. Los programas pueden establecer el nivel amiento de recursos, según parámetros predeterminados y emitir cronogramas, tablas y listados de acuerdo con la conveniencia del usuario. En caso de distorsiones entre datos previstos y reales los programas pueden ser representados, emitiendo nuevos cronogramas y listados con los valores reajustados. Como ventajas adicionales, se puede obtener del propio computador, valores promedios de los recursos y tiempos utilizados en grandes reparaciones similares, realizados en el pasado, para establecimiento de los datos que deberán componer la nueva red PERT-CPM.
j) Facilita el intercambio de informaciones entre el área de mantenimiento y otras áreas de la Empresa. Esta ventaja es obtenida en el caso de la, interacción del Sistema de manutención con los otros sistemas de gestión de empresa. Por otro lado, los Sistemas de Control Automatizados presentan las siguientes desventajas en relación al sistema de Control Manual:
DESVENTAJAS: 1) Los costos y plazos de implantación son significativamente mayores. Los sistemas Automatizados consideran personal y equipo de procesamiento de datos, los que recargan en precio y plazo de implantación, aunque la operación de esos sistemas tenga costo más bajo, sea más rápida e indiscutiblemente más confiable. Para pequeñas empresas, la desventaja del alto costo de implantación del Sistema Automatizado debe ser analizada detalladamente antes de la selección del proceso.
2) Exige mayores cuidados en el entrenamiento del personal responsable por el suministro de los datos. Una vez que el proceso automatizado es hecho por un equipo que, por su naturaleza es destituido de buen criterio, todas las informaciones reciben el mismo tratamiento, no habiendo la distinción entre informaciones compatibles o no con el proyecto.
3) Exige mayor participación de los supervisores en la evaluación de los datos de entrada y en el análisis de los reportes de salida. La mayor atención en el análisis de los reportes es justificada por la alta inversión de la implementación y por la expectativa generada con la utilización de un proceso más sofisticado y con mayores recursos.
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