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TECSUP GESTION Y ANALISIS DE FALLA

GESTION Y ANALISIS DE FALLAS

Resolución de un caso típico de análisisde falla aplicado a un motor Diesel

CASOS DE ESTUDIOFRACTURA DE UN CIGÜEÑAL

INTEGRANTES:

Mendoza Ramos, YoderOyarce Huaman, DavidAdvincula Moquillaza, AbrahamLlerena Arriola, Humberto

PROFESOR:

Wong Lay, Daniel

Fecha de entrega: 09- 11-09

2009 - II




HOJA DE TRABAJO

ACTIVIDAD: Resolución de un caso típico de análisis de falla aplicado aun motor Diesel

Información suministrada por el cliente:

Señores.-

Representantes de mantenimientos MOAL:

La área de mantenimiento de la minera Yanacocha, les están enviando a su taller elcigüeñal roto de un motor C13 de un tractor sobre orugas.Dicho cigüeñal se fracturo a las 1000 horas de vida del motor.Les pedimos por favor analicen el componente en cuestión y nos de los resultados parapoder realizar las medidas de corrección en nuestras maquinas para evitar una fallafutura, ya que es nuestra responsabilidad realizar trabajos seguros.

Atte. MINERA YANACOCHA.




PROCEDIMIENTO DE LA ACTIVIDAD

Nr Secuencia a seguir Observaciones

1

2

DEFINA EL PROBLEMA CLARA Y CONCISAMENTE.

“Fractura de la parte superior del contrapeso entre el muñón de biela 2

y el muñón de bancada 3”

Para definir el problema decidimos numerar los muñones de derecha a

izquierda (figura 1)

El análisis de falla empezó realizando una observación macroscópica de las

partes de las superficies de fractura. Inicialmente fueron identificados losmuñones de bancada (1, 3, 5, 7, 9, 11) y de biela del cigüeñal (2, 4, 6, 8,

10, 12) los cuales fueron numerados como muestra la figura 1. Además en

la figura 1 se puede apreciar la posición de la falla respecto a la longitud

total del cigüeñal.

ORGANIZAR Y RECOLENTAR DATOS:

- Motor CAT de 6 cilindros en línea.

- Cigüeñal de un motor C13 no aplicado en equipo pesado línea

amarilla

Figura




3 OBSERVE Y REGISTRE LOS DATOS DE LOS HECHOS

Del gráfico se nota:

La rotura del cigüeñal no se produjo en el lado cerca de la volante sino al

otro extremo, donde van las fajas y correas.

La figura muestra:

Se muestran las zonas de playa de lo cual deducimos que la falla se inicio

por una microgrieta o microfisura superficial en la zona del filete.




La zona en roja también nos muestra zonas de playa.

La zona de azul muestra fractura frágil.

Los dientes del engranaje muestran desprendimiento de material.




4 PIENSE LOGICAMENTE SOBRE LOS HECHOS, CONVIERTALOS HECHOS EN EVENTOS

Cigüeñal del motor:

- Del gráfico se nota:

- La rotura del cigüeñal no se produjo en el lado cerca de la volante

sino al otro extremo, donde van las fajas y correas.

- El lugar de rotura del cigüeñal descarta varias posibilidades de

calado del motor debido a que no se produjo cerca de la volante, y

también descarta algunos otros problemas que pudieran haber

ocurrido cerca al tren de fuerza.

Muñón de biela y Contrapeso:

- Los daños por desgastes excesivos por fatiga en las circunstancias

donde la faja o correa estuvieron bien tensados o aflojados se

incrementaron debido a que el motor estaba a una velocidad

aproximada de 1,700 rpm.




-

El área de negro muestra una grieta que probablemente pudo ser elinicio de la falla o la consecuencia de esta.

- Cuando el motor estaba a excesiva velocidad generó tensiones y

esfuerzos de torsión que a su vez generó excesiva carga de fatiga en

la zona del muñón y del contrapeso.

- La zona roja muestra las zonas de playa, de esto deducimos que la

falla se inicio por una microgrieta o microfisura superficial en la

zona del filete la cual avanzó hacia el interior del eje,

comprometiendo una zona débil a causa de la presencia del ductointerno de lubricación.




La zona en roja también nos muestra zonas de playa al igual que laanterior, esto fortalece nuestra teoría de la microfisura.

La zona de azul muestra fractura frágil debido a un desgarramiento

brusco, pudo ocurrir al terminar de romperse el cigüeñal y por el

tipo de fractura frágil se presume que fallo estando en

funcionamiento.

Engranaje del Cigüeñal:

- El deterioro y desprendimiento de material de los dientes del

engranaje del cigüeñal pudo deberse a la fuerza que generó el

cigüeñal al romperse, esto indica que fallo en funcionamiento.




5 OBSERVE Y REGISTRE LOS DATOS DE LOS HECHOS

1

EVENTOS

* Este paso Continúa en la siguiente hojaNr Secuencia a seguir Observaciones

2 4 12 831

Coloque en esta línea de tiempoLos eventos, a medida que sepresentaron hasta el daño final

Muñón

de biela #

2 fisuras

Muñón de

bancada #

3 fisuras

Contrapes

o (entre 2-

3) roto

Muñón 2fisurado

por sobre-

esfuerzo

Muñón debancada

3- sobre

esfuerzo

Contrapesoroto por

carga

cíclica

Compo-nen teen buenestado

Componenteroto

Contrapeso roto

por

fábrica

Contrapeso




5 LINEA DE TIEMPO

Componen teen buenestado

Cigüeñal roto

por mal proceso

de fabricación

Contrapesoroto por

carga ciclica

Contrapeso(entre 2-3)

roto

Muñon de

bancada 3-

sobre

esfuerzo

Muñon 2

fisurado

por sobre-

esfuerzo

Muñon de

bancada #

3 fisuras

Muñon de

biela #

2 fisuras

LINEA

D

E

TIEMPO

ComponenteRoto

ORDEN DEOCURRENCIA DELOS HECHOS




Secuencia a seguir Observaciones

6Según los puntos anteriores es que el cigüeñal haya fallado por cargascíclicas. Esto produjo fisuras en los muñones y luego la rotura superiordel contrapeso.

Mala

aplicación

Mal manejo

Técnico no

calificado

Ahorro de

dinero (

Logística)

Fabricante

(proceso)

Componente Roto

Causa raízmásprobable




Secuencia a seguir Observaciones

7INFORME :

Informe del análisis de fallas

Señores:MINERA YANCOCHA

Informe del cigüeñal del motor C13:

Luego de un riguroso análisis del componente fracturado,llegamos a la conclusión y por ende a la ubicación de la causaraíz del problema.

El componente estudiado se fracturo por un mal proceso defabricación, probablemente por una mala inspección de este. Lasfajas de transmisión delanteras del motor que distribuyen lapotencia hacia el ventilador y alternador, al no estarcorrectamente tensas agravaron la microfisura provocandoesfuerzos en la parte delantera del cigüeñal. El desgaste porfatiga en el cigüeñal se fue agravando con el tiempo hastaaumentar la grieta minúscula que con el tiempo llevó a lafractura del componente.

Recomendaciones:

Realizar una correcta inspección en el proceso de fabricación,para asegurar un producto correcto. Esto se puede realizar conun supervisor de calidad y/o monitoreo de los equipos.

Atte. Mantenimiento MOAL.

RECOMENDACIONES:

• Los tratamientos térmicos deben ser efectuados correctamente.• Realizar inspección superficial del componente con un microscopio.• Estudios mecanográficos.•

Realizar ensayos de dureza.• Concentrarse más en la gestión de calidad.

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