Revista de ingenieria de mantenimiento mecanico

MAYO 2015

1era. Edición

¿Qué es el Mantenimiento Mecánico?

Seguridad, Organización y Control

Tecnologías de Diagnósticos

Elementos Mecánicos y Sistemas de Transmisión Instrumentos de Verificación para Sistemas Mecánicos

Caso Práctico

1ra.

Edición CONTENIDO

01

¿Qué es el Mantenimiento Mecánico?

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Instrumentos de Verificación para Sistemas Mecánicos

03 04 07 10

Finalidad

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Tecnologías de Diagnósticos

Evolución y Características Clasificación e Importancia

25 Actualidad

Seguridad, Planeación, Organización y Control

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Caso Práctico.

Elementos Mecánicos y Sistemas de Transmisión Año 1 * Número 1 * Mayo 2015 Editores, Diseño, Arte y Diagramación IBIS DELGADO

FERNÁNDO ALVAREZ

ADRIAN GUERRA

JEAN CARLOS MORALES

GRUPO No. 5

Ibis delgado La Ingeniería de Mantenimiento Mecánico permite la supervisión y ejecución de actividades de campo y de taller relacionadas con el mantenimiento de equipos o instalaciones industriales, así como las actividades administrativas relacionadas con dicho mantenimiento. Aplica e interpreta, con carácter científico, los resultados de la experiencia y la investigación en la conservación de equipos.

Es un conjunto de acciones oportunas, continúas y permanentes dirigidas a prever y asegurar el funcionamiento normal, la eficiencia y la buena apariencia de sistemas, edificios, equipos y accesorios.

Participa en el diseño y manufactura de máquinas y equipos de la más variada índole, así como también del diseño, desarrollo, instalación, operación y mantenimiento de gran cantidad de procesos y plantas industriales. Toma parte en la planificación, proyectos, instalación y mantenimiento de cualquier complejo industrial. Se desenvuelve en los campos de generación de potencia, termodinámica, automotriz, naval, diseño y controles e instrumentación.

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Área Ocupacional Industrias eléctrica,

siderúrgica, metalúrgica,

petrolera, automotriz, papeleras,

alimenticias; empresas de mantenimiento mecánico y construcción naval.

Mercado Industrial eléctrica Siderúrgicas Metalúrgica Petrolera, automotriz Papeleras Alimenticias Empresas de mantenimiento mecánico Construcción naval

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FERNANDO ALVAREZ

Es asegurar que todo activo (los equipos, maquinarias e instalaciones), continúe desempeñando las funciones deseadas. Con el objetivo de asegurar la competitividad de la empresa por medio de:

-Garantizar la disponibilidad y confiabilidad de la correcta operación del equipo y maquinaria para prolongar su vida útil.

-Satisfacer todos los requisitos del sistema de calidad de la empresa.

-Cumplir todas las normas de seguridad y medio ambiente.

-Maximizar el beneficio global.

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JEAN CARLOS morales

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Adrian guerra

Mantenimiento Preventivo Inspección, control, conservación del equipo con la finalidad de prevenir, detectar o corregir defectos, tratando de evitar que este falle. Este mantenimiento se realiza con una frecuencia dependiendo del efecto que causa si el equipo falla. Mantenimiento Correctivo Servicios de reparación en equipo con falla; es decir este mantenimiento se realiza cuando se detecta la falla o cuando ya ocurrió.

Mantenimiento Predictivo Seguimiento del desgaste de uno o más componentes de equipos prioritarios a través de análisis de síntomas, o estimación hecha por evaluación estadística, tratando de evaluar el comportamiento de esos componentes y determinar el punto exacto de cambio, para así aplicar las tareas adecuadas de mantenimiento (preventivas o correctivas).

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Mantenimiento Autónomo

Se realiza cuando el departamento de producción participa con operaciones de limpieza, inspección y ajuste.

Realizadas por los operadores, los cuales, han sido entrenados a través de un programa paso a paso. Conocen los problemas comunes, el por qué y cómo evitarlos.

Mantenimiento Proactivo Va dirigida a la detección y corrección de las causas que generan el desgaste y que conducen a la falla de la maquinaria, establece una técnica de detección temprana, monitoreando el cambio en la tendencia de los parámetros considerados como causa de falla, para tomar acciones que permitan al equipo regresar a las condiciones establecidas que le permitan desempeñarse adecuadamente por más tiempo.

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La principal importancia del mantenimiento es asegurar que todo activo continúe desempeñando las funciones deseadas.

Con el objetivo de asegurar la competitividad de la empresa por medio de: Garantizar la disponibilidad y confiabilidad planeadas de la función deseada, Satisfacer todos los requisitos del sistema de calidad de la empresa, Cumplir todas las normas de seguridad y medio ambiente, y Maximizar el beneficio global.

El mantenimiento es aplicable a todo sistema o empresa que desee aumentar la confiabilidad o la vida útil de sus activos, uno de los aspectos más importantes del mantenimiento de los equipos, maquinarias e instalaciones, es aplicar un adecuado plan de mantenimiento que aumente la vida útil de éstos reduciendo la necesidad de los repuestos y minimizando el costoanual del material usado, como se sabe muchas de las maquinarias utilizadas en nuestro país son traídas del extranjero al igual que muchos materiales y algunas piezas de repuestos.

El mantenimiento mecánico logra (o debe lograr) que: 1.- Disminuyan los riesgos de operación (tanto de higiene como de accidentes) .

2.- Disminuyan los costos por desperdicio de materia prima.

3.- Disminuyan los costos por uso de energía (eléctrica, neumática, combustibles, etc.).

4.- Disminuyan los costos por paros no programados (mantenimiento correctivo).

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Ibis delgado

El mantenimiento inadecuado pueden provocar accidentes graves o mortales, así como problemas de salud.

La Nom-004-STPS-1999. Para los sistemas de protección y dispositivos de seguridad en maquinaria, equipos y accesorios.

Esta norma tiene por objetivo prevenir y proteger a los trabajadores contra los riesgos de trabajo.

Se aplica donde por la naturaleza de los procesos se emplee maquinaria, equipo y accesorios para la transmisión de energía mecánica.

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Procedimientos Objetivo Este es el resultado final al que se desea llegar, más la acción correspondiente para cumplirlo y el tiempo en que se debe lograr.

El objetivo orienta los esfuerzos del dirigente y aclara el panorama, facilitando la previsión de las acciones que hay que tomar para conseguirlo.

Es una serie de labores interrelacionados cronológicamente que constituyen la forma de efectuar un trabajo, e indican la manera de hacer una labor específica.

Cuando se quiere mejorar un procedimiento es necesario estudiar cada uno de sus métodos, a fin de tratar de eliminarlos, sustituirlos o modificarlos.

Políticas Estas son normas que orientan las acciones gerenciales para poder conquistar el objetivo dentro de los límites que imponen los recursos de la empresa considerados en la planeación.

Planeación en el Mantenimiento Programas Listas o gráficas que muestran claramente la interrelación de los recursos humanos, físicos y técnicos, enlazados con el tiempo.

Nos proporciona una línea de conducta que ha de seguirse para alcanzar el objetivo; en ellos también se indica quien debe hacer el trabajo, cuándo empezarlo y cuándo terminarlo.

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Organización Puede ser de diversos tipos, en ellos aparecen los tres componentes siguientes: Recursos Comprende personal, repuestos y herramientas, con un tamaño, composición, localización y movimientos determinados.

Control

Administración Una estructura jerárquica con autoridad y responsabilidad que decida que trabajo se harán, y cuando y como debe llevarse a cabo.

Tipos de Control: Control sin Interrupción de la Operación del Equipo.

Control que Requiere la parada del Equipo o con condiciones diferentes a las normales.

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Técnicas de Control en Marcha Inspección Visual, Acústica y Táctil de los componentes accesibles.

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Fernando Álvarez Maquina Es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo.

Elemento Mecánico Es todo aquel elemento que genera o transmite un esfuerzo y forma parte de una maquina.

Elementos de Unión Son los que unen los distintos elementos de la máquina; unión fija: dan lugar a una unión que una vez realizada no puede ser deshecha (Remache, Soldadura); unión desmontable: dan lugar a uniones que pueden ser desmontadas en un momento dado (Tornillo, Pasador, Grapa, Presilla).

Elementos de transmisión Son los que trasmiten el movimiento y lo regulan o modifican según el caso (Árboles de transmisión, Engranaje, Husillo, Cadenas y correas de transmisión, Balancín).

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Sistema Hidráulico Simple

Elementos de pivotar y rodadura Son los elementos que permiten el giro, deslizamiento o pivotaje de los elementos móviles, sin demasiado desgaste ni producción de calor (Cojinete, Rodamiento, Guía).

Neumáticos Los elementos de Neumática que forman parte de las máquinas son los que funcionan, hacen funcionar o regulan por aire comprimido (Válvulas, Cilindros neumáticos, Turbinas neumáticas).

Hidráulicos En máquinas, son los elementos que funcionan, hacen funcionar o regulan la circulación de un líquido, normalmente aceite hidráulico (Válvulas hidráulicas, Cilindro hidráulico).

Sistema Neumático Simple

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Eléctricos Contactor de CA para la aplicación de bombeo; son los elementos que se basan en la tecnología eléctrica, y que podríamos dividir en: Generadores de movimiento Son los que alimentándose por una corriente eléctrica dan lugar a un movimiento mecánico.

Motores Los que dan lugar a un movimiento giratorio.

Solenoides Los que dan lugar a un movimiento lineal, de longitud limitada.

De control y maniobra Permiten la regulación de otros elementos eléctricos (Pulsador, Interruptor, Conmutador, Relé, Contactor).

Electrónicos

Dependiendo de la potencia de la máquina, los controles desde la perspectiva de la electrónica pueden ser PLC, DCL, Y PICs. Todos estos son sistemas programables en los que con una configuración llamada SCADDA, es posible observar y controlar el rendimiento de dicha máquina a través de una PC equipada con los periféricos de entrada adecuados.

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Jean carlos morales Los instrumentos de verificación mas utilizados en metrología dimensional: • Comparador de carátula • Calibres límite

La diferencia fundamental entre medir y verificar (conjunto de operaciones que determinan una conformidad) es que la medida entrega una lectura y la verificación simplemente determina si una medida es o no conforme a lo especificado.

Fallas y su Clasificación Falla La podemos definir como la terminación de la capacidad del equipo para realizar la función requerida; también como la perdida de la disponibilidad de una pieza o una máquina.

La tasa de fallas de una pieza del equipo varía estadísticamente durante su ciclo de vida.

Esta relación por lo general muestra un patrón definido, denominado la curva de la tina de baño.

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Pie de Rey de Alturas Calibrador vernier o pie de rey para alturas, van desde 0 a 24" y de 0 a 600 mm.

Calibres Límite Los hay de diferentes diseños pero los de mayor uso son: •Para verificación de ejes: Horquillas.

•Para verificación agujeros: Tampones.

de

•Para espesores: calibres de espesores.

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TAMPONES Instrumento para verificar agujeros.

Cuerpo: une los dos cilindros y tiene allí grabada la dimensión con su tolerancia.

Cilindro "pasa": como puede observar es de mayor longitud que el cilindro "no pasa". Corresponde al diámetro mínimo de la tolerancia (ver Tolerancias) de la magnitud del agujero y, si está conforme, debe pasar a través del agujero. Algunas veces su base está pintada con color verde.

Cilindro "no pasa": es de menor longitud y corresponde al diámetro máximo de la tolerancia (grado de inexactitud admisible en la fabricación de una pieza) de la magnitud.

HORQUILLAS También llamados calibres de herradura, son instrumentos para verificar ejes.

Cuerpo: une las dos herraduras y tiene allí grabada la dimensión con su tolerancia Lado "pasa": corresponde al diámetro máximo de la tolerancia (ver Tolerancias) de la magnitud del eje y, si está conforme, este debe pasar entre los dos topes del calibre. Algunas veces su base está pintada con color verde.

Lado "no pasa": corresponde al diámetro mínimo de la tolerancia de la magnitud del eje y, si está conforme, no debe pasar entre los dos topes del calibre. Algunas veces su base está pintada con color rojo.

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CALIBRES DE ESPESORES También llamados "lainas" o lengüetas son instrumentos para verificar espesores pequeños difíciles de medir con instrumentos convencionales.

Son laminillas de material duro de dimensiones normalizadas con espesores determinados.

Se encuentran en juegos de espesores que aumentan en forma escalonada.

Traen en su cuerpo grabadas las magnitudes de los espesores.

Vienen en milímetros (centésimas) y pulgadas (milésimas).

Procedimiento • Introducir progresivamente las laminillas en el espacio a verificar en forma progresiva, iniciando de la más delgada hasta aquella que ya no pasa.

Se toma como dimensión verificada el espesor de la última laminilla que pasó.

Es muy utilizada en al industria para verificar juegos de ajuste en ensambles.

En el campo automotor para realizar el "reglaje de válvulas“.

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Adrian guerra Antes de la creación de tecnologías para evaluar la condición del equipo, los operadores y el personal de mantenimiento acostumbraban confiar en sus propios sentidos:

Tacto (temperatura, desgaste).

vibración,

Olfato (temperatura, contaminación)

Vista (vibración, alineación).

temperatura,

Oído (ruido, vibraciones, cavitación, desgaste).

Gusto (contaminación).

El objetivo de la inspección era buscar una señal de falla inminente, de manera que la reparación pudiera planearse, programarse y completarse para minimizar el impacto en las operaciones y costo total.

La dificultad clave en el empleo de los sentidos humanos es la subjetividad en la recopilación de los datos y su interpretación, y la cantidad de tiempo disponible para reaccionar después que se determina la condición.

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Las técnicas de mantenimiento basados en las condiciones que se aplican más comúnmente son:

Análisis de Vibraciones Las técnicas para el análisis de vibraciones pueden utilizarse para vigilar el rendimiento del equipo mecánico que gira, realiza movimiento reciprocante o tiene otras acciones dinámicas.

Análisis de Lubricantes Cuando se analiza el aceite de una máquina, existen varias técnicas diferentes que pueden aplicarse para determinar la composición química del aceite y buscar materiales extraños en el.

Termografía Obtiene la temperatura superficial mediante la medición de radiación infrarroja; determina conexiones eléctricas deficientes y puntos peligrosos.

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Tecnologías de Diagnostico Ultrasonido Se emplean para determinar fallas o anomalías en soldaduras, recubrimientos, tuberías, tubos, estructuras, flechas, etc.

Las grietas, huecos, acumulaciones, erosión, corrosión e inclusiones se descubren transmitiendo pulsos u ondas de ultrasonido a través del material y evaluando la marca resultante para determinarla ubicación y severidad de la discontinuidad.

Monitoreo de Efectos Eléctricos Los dispositivos más comunes utilizados para monitorear o probar los motores o los generadores son los generadores de voltaje, incluyendo fusionadores; estos miden la resistencia del aislamiento aplicando un voltaje de prueba.

Penetrantes Los penetrantes electrostáticos y de tintes líquidos se utilizan para detectar grietas y discontinuidades en superficies provocadas en la manufactura por desgaste, fatiga, procedimientos de mantenimiento y reparación general.

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Ibis delgado En la actualidad, los responsables de mantenimiento se enfrentan a una tarea difícil: aunque su personal puede ser muy bueno, tiene que ocuparse de un gran número de máquinas y puede que no sea capaz de realizar prácticas de mantenimiento de precisión.

Además, el mantenimiento de los equipos es cada día más complejo debido a los avances tecnológicos y a que las leyes medioambientales y de seguridad son cada vez más estrictas, lo que presiona esta función más que nunca.

Para que las máquinas funcionen bien durante periodos prolongados es fundamental una alineación óptima y un montaje correcto.

Una instalación correcta no sólo significa un producto de buena calidad, sino a menudo también un consumo energético menor.

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En la actualidad se hacen de forma Digital, mediciones en 3D, paralelismo y distancia; con equipos modernos automatizados.

Existen Centros de Mecanizado donde se fabrican piezas con procesos automáticos, como el fresado, el torneado, etc.

Los nuevos desarrollos están cambiando mucho nuestras creencias más básicas acerca de la vida y la falla.

En esta etapa el antiguo punto de vista de la falla fue simple que como las cosas envejecían, estaban más dispuestas a la falla. Un aspecto creciente de la “mortalidad infantil” condujo en la segunda generación a la amplia creencia de la “Curva de la Bañera”.

Si embargo, los desarrollos de la tercera generación han revelado que no sólo uno o dos sino seis modelos de falla ocurren en la práctica.

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El crecimiento explosivo en los nuevos conceptos y técnicas de mantenimiento.

Los nuevos desarrollos incluyen: Herramientas de soporte de decisión: estudios aleatorios, análisis de modos, efectos de falla y sistemas expertos.

Nuevas técnicas de mantenimiento: el monitoreo de condición.

Diseño de equipos con mucho mayor énfasis en la Confiabilidad y Mantenibilidad.

Un cambio mayor en los pensamientos organizacionales hacia una participación: trabajo en equipo y flexibilidad.

El mayor desafío que encara la gente de mantenimiento en estos tiempos no es sólo aprender como son estas técnicas, sino decidir cual es buena y cual no para su organización.

Los desafíos claves que encaran los modernos gerentes de mantenimiento se pueden resumir en los siguientes: Seleccionar las técnicas más apropiadas.

Tratar con cada tipo de proceso de falla.

Llenar todas las expectativas de los dueños de los recursos, los usuarios de los recursos y de la sociedad en su conjunto.

La forma más duradera y efectiva de costos.

Con la activa participación y cooperación de todas las personas involucradas.

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LAS MICROMÁQUINAS

Son objetos mecánicos que se fabrican en la misma forma que los circuitos integrados.

Ellos generalmente se considera que entre 1 nanómetros a 1 micrómetros de tamaño, aunque esto es discutible. Las solicitudes de micromáquinas incluyen acelerómetros que detectan cuando un coche ha golpeado un objeto y activar un airbag. Complejos sistemas de engranajes y palancas son otra aplicación.

La fabricación de estos dispositivos se realiza normalmente por uno o simultáneamente dos técnicas: el micromaquinado superficial y el micromaquinado en bloque.

La mayoría de las micromáquinas actúan como transductores, en otras palabras, que son o bien sensores o actuadores.

Los actuadores convierten señales eléctricas y energía en algún tipo de movimiento.

Los sensores convierten la información del medio ambiente en señales eléctricas interpretables.

Los actuadores magnéticos utilizan capas magnéticas fabricadas para crear fuerzas.

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NANOTECNOLOGÍA

Es la manipulación de la materia a escala atómica, molecular y supremolecular.

La más temprana y difundida descripción de la nanotecnología se refiere a la meta tecnológica particular de manipular en forma precisa los átomos y moléculas para la fabricación de productos a macroescala, ahora también referida como Nanotecnología Molecular.

Una descripción más generalizada de la nanotecnología fue establecida por la Iniciativa Nanotecnológica Nacional, la que la define como la manipulación de la materia con al menos una dimensión del tamaño de entre 1 a 100 nanómetros.

Según un informe de un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, las quince aplicaciones más prometedoras de la nanotecnología son: -Almacenamiento, producción y conversión de energía.

-Armamento y sistemas de defensa.

-Producción agrícola.

-Tratamiento y remediación de aguas.

-Diagnóstico y cribaje de enfermedades.

-Sistemas de administración de fármacos.

-Procesamiento de alimentos.

-Remediación de la contaminación atmosférica.

-Construcción.

-Monitorización de la salud.

-Detección y control de plagas.

-Control de desnutrición en lugares pobres.

-Informática.

-Alimentos transgénicos.

-Cambios térmicos moleculares.

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Adrian guerra A pesar de que hoy en día disponemos de nuevas técnicas de mantenimiento y contamos con una amplia gama de tecnología aplicada al mantenimiento, seguimos encontrando un gran número de empresas que siguen basando su estrategia de mantenimiento en el correctivo, es decir, actúan únicamente cuando sucede una avería.

Se diseñó el plan de mantenimiento para una empresa que, pese a llevar en funcionamiento más de 20 años, no contaba con una planificación de mantenimiento, optando por realizar mantenimiento correctivo.

Después de un análisis inicial, se constató que las principales averías en los equipos se producían en correas, cuchillas, rodamientos y cilindros neumáticos.

Tras revisar el histórico de reparaciones se obtuvieron los siguientes datos: Media de intervenciones al mes: 20,5 Media de horas al mes: 31 h Media de tiempo por intervención: 1,5 h

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OBJETIVOS A CONSEGUIR CON EL PLAN DE MANTENIMIENTO

Minimizar actuaciones correctivas.

Aumentar disponibilidad de la maquinaria.

Alargar la vida de los equipos.

Creación de un sistema de codificación para equipos y repuestos.

Mejora de la gestión de equipos y repuestos.

Proceso de diseño del plan de mantenimiento.

Análisis de los equipos existentes y de su funcionamiento.

Revisión de las pautas de mantenimiento indicadas en la documentación de los equipos y verificación en campo.

Revisión del histórico de información existente de intervenciones de mantenimiento.

Propuesta de plan de mantenimiento (documentos necesarios, sistema de codificación, tipos de mantenimiento,…).

Diseño del sistema de codificación de equipos y de repuestos.

Diseño de los planes de mantenimiento (preventivo y rutas de inspección).

Presentación del plan de mantenimiento, sugerencias de áreas de mejora y recomendaciones de equipos de inspección.

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Plan de mantenimiento Documentos a diseñar Hoja de solicitud de orden de trabajo: hoja a cumplimentar para solicitar la intervención en un equipo o bien para comunicar una anomalía del equipo. Es imprescindible la colaboración del personal de producción para detectar posibles averías y mantener la maquinaria en óptimas condiciones.

Hoja de orden de trabajo de mantenimiento preventivo o planificado: en este formato se detallan las tareas de mantenimiento preventivo a realizar en un equipo, así como los materiales y repuestos a utilizar.

Se incluyen fotos de detalle para facilitar la ejecución de los trabajos. En este formato también se incluyen rutas de inspección de carácter predictivo.

Se establecen tareas a realizar con máquina en parada y en marcha. Se marcan diferentes frecuencias para diferentes trabajos (semanal, mensual, trimestral,…). Se dividen las tareas en engrase, mecánicas, eléctricas y de limpieza. También especifican los trabajos a realizar por empresas externas.

Para el sistema de codificación se utiliza un sistema alfanumérico: Equipo: 9 dígitos con los que se reflejaba la ubicación de la máquina en la planta (3 primeros dígitos), la sección dentro de la máquina (2 dígitos), el tipo de equipo (2 letras) y un número de orden para su situación en la máquina (2 dígitos).

Planes de trabajo: 9 dígitos en los que se indica, con el primer dígito el nivel de mantenimiento a realizar (1 ó 2 nivel), con una letra se especifica el tipo de mantenimiento (engrase, mecánico, eléctrico,...), identificación del equipo (5 dígitos) y los 2 últimos dígitos para indicar el número de orden del plan.

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Repuesto: 8 dígitos, en los que la primera letra indica el tipo de repuesto (mecánico, eléctrico,…), con otras dos letras se indica la denominación del repuesto (motor, cilindro, rodamiento,…), 3 dígitos para indicar la sección en la que se ubica en equipo y 2 dígitos para el número de orden del equipo.

Se realizara una serie de sugerencias para áreas existentes que podían ser mejoradas: -Se Identificaran los repuestos y consumibles y determinación de la ubicación de almacenamiento.

-Identificación de puntos de engrase y puntos de actuación.

-Almacenamiento de residuos en una ubicación delimitada.

-Optimización de lubricantes a ser utilizados.

Hojas de seguridad y fichas técnicas fácilmente disponibles.

También se recomienda una serie de equipos para mejorar las actuaciones de mantenimiento: -Lámpara estroboscópica, para inspección por parte de producción.

-Cámara termográfica para revisar puntos calientes y armarios eléctricos.

-Equipo de alineación de poleas.

-Estetoscopio para verificar y análisis de ruidos, para uso en rutas de inspección.

Hay que tener en cuenta que un plan de mantenimiento ha de ser flexible y es necesario realizar un seguimiento del mismo para poder ajustarlo según las necesidades de mantenimiento.

El objetivo planteado con este plan de mantenimiento es mejorar el estado de la maquinaria y reducir el número de intervenciones por avería, mejorando por tanto la eficiencia de la maquinaria y aumentando la capacidad de producción.

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