Nociones de Mantenimiento

Nociones de Mantenimiento

Presentación

No basta que una empresa tenga máquinas modernas, planes de expansión, mercado seguro, tecnología de punta, productos de calidad, precios competitivos, funcionarios excelentes y programas de calidad si ella no cuenta con un programa de mantenimiento.

El mantenimiento es el alma de los sectores productivos empresariales. De hecho que sin el mantenimiento de las máquinas y equipos no será posible:

Cumplir cronogramas de fabricación Obtener productos de calidad Disminuir los costos de producción Aumentar la competitividad Mantener la fidelidad de los clientes Conquistar nuevos clientes Reducir las pérdidas de materia prima y energía Competir en igualdad de condiciones en el mercado interno y externo

En este módulo, constituido de 35 aulas, Usted tendrá la oportunidad de ingresar al mundo del mantenimiento. Va a adquirir conceptos básicos con respecto a TPM, CPM, mantenimiento correctivo, mantenimiento preventivo, mantenimiento predictivo, soldadura de mantenimiento, mantenimiento de sistemas hidráulicos industriales, mantenimiento de sistemas neumáticos, mantenimiento Electroelectrónico, análisis de fallas, uso de herramientas, técnicas de desmontaje de elementos mecánicos, montaje de conjuntos mecánicos, recuperación de elementos mecánicos, trava y vedantes químicos, mancales de rodamiento, mancales de deslizamiento, ejes y cadenas, poleas y correas, variadores de velocidad, reductores y mantenimiento de engranajes, sistemas de vedación, alineación geométrico y nivelación de máquinas y equipos, recuperación de guías o vías deslizantes, lubrificación industrial, análisis de lubricantes por medio de la técnica ferrográfica, análisis de vibraciones y mantenimiento del sector productivo.

Todos los asuntos fueron escritos en un lenguaje de fácil comprensión, sin embargo rigurosa en términos conceptuales. Las ilustraciones que aparecen a lo largo del texto , buscan esclarecer y facilitar la comprensión de los temas abordados. Se recomienda especial atención a las ilustraciones.

Lea cada aula atentamente. Subraye los conceptos importantes, realice todos los ejercicios y asista a todas las aulas. Este es el camino para que usted amplíe sus conocimientos y poder participar, conscientemente, de discusiones respecto de mantenimiento con sus colegas y jefes de fábrica, en caso que esté trabajando en alguna . Si está estudiando para mejorar su propia cultura o para conseguir realizar algún plan personal su esfuerzo también está valiendo.

AutoresAbilio José WeberDario do Amaral FilhoJoão Pedro Alexandría Jr.José Antonio Peixoto CunhaPedro Araujo

ColaboradoresAugusto Lima de Albuquerque NetoCélio Renato Bueno RuizJosé Luiz GonçalvesJosé Saturnino Peopke

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Introducción al Mantenimiento

Con la Globalización de la economía, la búsqueda de la calidad total en los servicios, productos y gerenciamiento ambiental pasó a ser la meta de todas las empresas.

¿Qué tiene que ver el Mantenimiento con la Calidad Total?Disponibilidad de máquina, aumento de la competitividad, aumento

de lucro, satisfacción del cliente, productos con cero defecto…-No Entendí!!Vamos a comparar. Imagine que yo sea un fabricante de rodamientos

y que tenga competencia en el mercado. Pues bien, para que yo pueda mantener mis clientes y conquistar otros, necesitare sacar el máximo rendimiento de mis máquinas para ofrecer rodamientos con defecto cero y precio competitivo.

Deberé, también, establecer un cronograma riguroso de fabricación y de entrega de mis productos. Imagínese que yo haga mantenimiento de mis máquinas…

-Estoy comenzando a entender.Si yo no tuviese un buen programa de mantenimiento, los perjuicios

serán inevitables, pues máquinas con defecto o con fallas causarán: Disminución o interrupción de la producción Atrasos en la entrega Pérdidas financieras Aumento de costos Rodamientos con posibilidad de presentar defectos de

fabricación Insatisfacción del cliente Perdida de mercado

Para evitar el colapso de mi empresa debo, obligatoriamente, definir un programa de mantenimiento con métodos preventivos a fin de obtener rodamientos en las cantidades previamente establecidas y con calidad. También debo incluir, en el programa, las herramientas que serán utilizadas y la previsión de la vida útil de cada elemento de máquinas.

Todos esos aspectos muestran las importancia que se debe dar al mantenimiento.

Un breve histórico

El mantenimiento, mismo que sea desapercibida, siempre existió, mismo en las épocas más remotas. Comenzó a ser conocida con el nombre de mantenimiento por vuelta del siglo XVI en la Europa Central, juntamente con la aparición del reloj mecánico, cuando surgieron los primeros técnicos en montaje y asistencia.

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AULA

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Tomó cuerpo a lo largo de la Revolución Industrial y se afirmó, como necesidad absoluta, en la Segunda guerra Mundial. Al principio de la reconstrucción pos guerra, Inglaterra, Alemania, Italia y principalmente el Japón consolidaron su desempeño industrial con base en la ingeniería y el mantenimiento.

En los últimos años, con la intensa competencia, los plazos de entrega de los productos pasaron a ser relevantes para todas las empresas. Con eso, surgió la motivación para prevenirse contra las fallas de máquinas y equipamientos.

Esa motivación dio origen al Mantenimiento preventivo.En suma, en los últimos veinte años es que ha habido preocupación

de técnicos y empresarios para el desarrollo de técnicas específicas para mejorar el complejo sistema Hombre/Máquina/Servicio.

Concepto y Objetivos

Podemos entender mantenimiento como un conjunto de cuidados técnicos indispensables para el funcionamiento regular y permanente de máquinas y equipamientos, herramientas e instalaciones. Esos cuidados envuelven la conservación, la adecuación, la restauración, la sustitución y la prevención. Por ejemplo, cuando mantenemos los engranajes lubricados, estamos conservando,

Si estamos rectificando una mesa , estaremos restaurando. Si estamos cambiando el enchufe de un cabo eléctrico, estaremos sustituyendo.

De modo general, el mantenimiento en una empresa tiene como objetivos:

Mantener equipamientos y máquinas en condiciones de pleno funcionamiento para garantizar la producción normal y la calidad de los productos;

Prevenir probables fallas o ruptura de los elementos de máquinas.

Alcanzar esos objetivos requiere mantenimiento diario en servicios de rutina y de reparaciones periódicas programadas.

El mantenimiento ideal de una máquina es la que permite alta disponibilidad para la producción durante todo el tiempo en que ella esté en servicio y a un costo adecuado.

Servicios de rutina y servicios periódicos

Los servicios de rutina constan de inspección y verificación de la condiciones técnicas de las unidades de la máquinas. La detección y la identificación de pequeños defectos de los elementos de las máquinas, la

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verificación de los sistemas de lubricación y la constatación de fallas de ajustes son ejemplos de los servicios de mantenimiento de rutina.

La responsabilidad por los servicios de rutina no es solamente del mantenimiento, sino también de todos los operadores de máquinas. Resaltamos que hay, también, mantenimiento de emergencia o correctiva que será estudiada mas adelante.

Los servicios periódicos de mantenimiento consisten en varios procedimientos que tienen por objeto mantener la máquina y equipamientos en perfecto estado de funcionamiento. Esos procedimientos envuelven varias operaciones:

Monitorar las partes de las máquinas sujetas a mayores desgastes;

Ajustar o cambiar componentes en periodos determinados; Examen de los componentes antes del término de sus garantías; Replanear, si fuere necesario, el programa de prevención; Ensayar los componentes eléctricos etc.

Los servicios periódicos de mantenimiento pueden ser realizados durante paradas largas de las máquinas por motivo de quiebre de piezas (lo que debe ser evitado) u otras fallas, o durante el planeamiento de nuevo servicio o, en horario de cambio de turnos.

Las paradas programadas están dirigidas al desmontaje de las máquinas para examen de sus partes y conjuntos. Las partes damnificadas, después del examen, son reparadas o sustituidas. Seguidamente, la máquina es nuevamente montada y ensayada para asegurar la calidad exigida en su desempeño.

Reparaciones no programadas también ocurren y están colocadas en la categoría conocida por el nombre de mantenimiento correctivo. Por ejemplo, si una perforadora de bancada en funcionamiento, suelta su correa, la misma deberá ser sustituida de inmediato para que la máquina no quede parada.

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El acompañamiento y el registro de estado de la máquina, así como de las reparaciones realizadas, son factores importantes en cualquier programa de mantenimiento.

Tipos de Mantenimiento

Hay dos tipos de mantenimiento: La “Planeada” y la “No Planeada”.El mantenimiento planeado se clasifica en cuatro categorías: preventiva, preditiva, TPM y Terotecnologia .

El mantenimiento preventivo consiste en el conjunto de procedimientos y acciones anticipadas que buscan mantener la máquina en funcionamiento.

El mantenimiento predictivo, es un tipo de acción preventiva basada en el conocimiento de las condiciones de cada uno de los componentes de las máquinas y equipamientos. Esos datos son obtenidos por medio de un acompañamiento del desgaste de las piezas vitales de conjuntos de máquinas y de equipamientos. Ensayos periódicos son efectuados para determinar la época adecuada para las sustituciones o reparaciones de las piezas. Ejemplos, análisis de vibraciones, monitoreo de mancales.

El TPM (Mantenimiento Productivo Total) fue desarrollado en el Japón. Es un modelo basado en el concepto “de mi máquina, cuido yo”. Estudiaremos TPM en el Aula 2.

La Terotecnologia es una técnica inglesa que determina la participación de un especialista en mantenimiento desde la concepción del equipamiento hasta su instalación y primeras horas de producción. Con la terotecnologia, se obtienen equipamientos que facilitan la intervención de los mantenedores.

Modernamente hay empresas que aplican el llamado retrofitting, que son reformas de los equipamientos con actualización tecnológica. Por ejemplo, reformar un torno mecánico convencional transformándolo en torno CNC, es un caso de retrofitting.

El mantenimiento No planeado se clasifica en dos categorías: el correctivo y el de ocasión.

El mantenimiento correctivo tiene por objetivo localizar y repara defectos en equipamientos que operan en régimen de trabajo continuo.

El mantenimiento de ocasión consiste en hacer reparaciones cuando la máquina se encuentra parada.

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Planeamiento, programación y control

En las instalaciones industriales, las paradas de mantenimiento constituyen una preocupación constante para la programación de la producción. Si las paradas nos fueren previstas, ocurren varios problemas, tales como: atraso en el cronograma de fabricación, indisponibilidad de la máquina, elevación de costos, etc.

Para evitar esos problemas, las empresas introdujeron, en términos administrativos, el planeamiento y la programación del mantenimiento.

La función planear significa conocer los trabajos, los recursos, para ejecutarlos y tomas decisiones.

La función programar significa determinar personal, día y hora para la ejecución de los trabajos.

Un plan de mantenimiento debe responder a las siguientes preguntas:

- Como?- Que?- En cuanto tiempo?- Quien?- Cuando?- Cuanto?

Las tres primera preguntas son esenciales para el planeamiento y las tres últimas, imprescindibles para la programación.El plan de ejecución debe ser controlado para obtener informaciones que orienten a la toma de decisiones en cuanto a equipamientos y equipos de mantenimiento.

El control es realizado por medio de colecta y tabulación de datos, seguidos de interpretación. Es de esta forma que son establecidos los patrones o normas de trabajo.

Organización y administración

Por organización del servicio de mantenimiento podemos entender de la manera como se componen, se ordenan y se estructuran los servicios para alcanzar los objetivos establecidos.

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La administración del servicio de mantenimiento tienen el objetivo de normalizar las actividades, ordenar los factores de producción, contribuir para la producción y la productividad con eficiencia, sin desperdicios y retrabajo.

El mayor riesgo que el mantenimiento puede correr, especialmente en las grandes empresas, es la pérdida de su principal objetivo, por causa principalmente, de la falta de organización y de una administración excesivamente burocrática.

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TPM–Planeamiento, organización, administraciónDurante mucho tiempo las industrias funcionaron con el sistema de

mantenimiento correctivo. Con eso, ocurrían desperdicios, retrabajos, perdida de tiempo y de esfuerzo humanos, además de los perjuicios financieros.

A partir de un análisis de los problemas, se pasó a dar énfasis al mantenimiento preventivo, con enfoque en ese tipo de mantenimiento, fue desarrollado el concepto de mantenimiento productivo total, conocido por las siglas TPM( total productive maintenance), que incluye programas de mantenimiento preventivo y predictivo.

Esta aula estudiará el Mantenimiento productivo total o, simplemente TPM.

Origen del TPM

El mantenimiento preventivo tubo su origen en los Estados Unidos y fue introducida en el Japón en 1950.

Hasta entonces, la industria japonesa trabajaba apenas con el concepto de mantenimiento correctivo, después de la falla de las máquinas o equipamientos. Eso representaba un costo y un obstáculo para la mejoría de la calidad.

La primera industria japonesa en aplicar y obtener los efectos del concepto de mantenimiento preventivo, también llamado PM(preventive maintenance) fue la Tao Nenryo Kogyo, en 1951. Son de esa época las primeras discusiones respecto de la importancia de la mantenibilidad y sus consecuencias para el trabajo de mantenimiento.

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En 1960, ocurre el reconocimiento de la importancia de la mantenibilidad y de la confiabilidad como puntos-clave para la mejoría de la eficiencia de las empresas. Surgió entonces, el mantenimiento preventivo, o sea, el enfoque del mantenimiento pasó a ser el de la confianza en el sector productivo en cuanto a la calidad del servicio de mantenimiento realizado.

En la búsqueda de mayor eficiencia del mantenimiento productivo, por medio de un sistema compresivo, basado en el respeto individual y en la total participación de loa empleados, surgió en Japón el TPM.

En esa época era común: Avance en el área de automatización industrial; Búsqueda en términos de mejoría de la calidad; Aumento de la competencia empresarial; Empleo del sistema “just-in-time”; Mayor conciencia de la preservación ambiental y conservación

de energía; Dificultad de reclutamiento de mano de obra considerada sucia,

pesada o peligrosa; Aumento de la gestión participativa y surgimiento del operario

polivalente.

Todas esas ocurrencias contribuyeron para la aparición del TPM. La empresa usuaria de la máquina se preocupaba en valorizar y mantener su patrimonio, pensando en términos de costo de ciclo de vida de la máquina o equipamiento. En el mismo periodo, surgieron otras teorías con los mismos objetivos.

Evolución del concepto de Mantenimiento

El cuadro siguiente muestra la evolución del concepto de mantenimiento a lo largo del tiempo.

PERÍODOS HASTA DÉCADA DE 1950

DÉCADA DE 1950

DÉCADA DE 1960

DÉCADA DE 1980

Etapa Conceptos Mantenimiento correctivo

Mantenimiento preventivo

Mantenimiento del sistema de producción

Mantenimiento Productivo Total

(TPM)Reparación correctiva X X X X

Gestión mecánica del mantenimiento X X XMantenimientos

preventivos X X XVisión Sistemática

X XMantenimiento correctivo con

incorporación de mejoras X X

Prevención de mantenimiento X X

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Mantenimiento predictivo XAbordaje

participativo XMantenimiento

Autónomo X

Los cinco pilares del TPM son las bases sobre los cuales construimos un programa de TPM, envolviendo toda la empresa y habilitándola para encontrar metas, tales como defecto cero, fallas cero, aumento de la disponibilidad de equipamiento y lucro.

Los cinco pilares son representados por: Eficiencia; Auto reparación; Planeamiento; Entrenamiento; Ciclo de vida.

Esquemáticamente

Los cinco pilares son basados en los siguientes principios: Actividades que aumentan la eficiencia de los equipos. Establecimiento de un sistema de mantenimiento autónomo. Establecimiento de un sistema planeado de mantenimiento. Establecimiento de un sistema de entrenamiento con el objetivo

de aumentar las habilidades técnicas del personal. Establecimiento de un sistema de gerencia de equipos.

Objetivos del TPM

El objetivo global del TPM es la mejora de la estructura de la empresa en términos materiales(máquinas, equipamientos, herramientas, materia prima, productos, etc.) y en términos de recursos humanos (perfeccionamiento de las capacitaciones personales envolviendo conocimientos, habilidades y aptitudes). La meta a ser alcanzada es el rendimiento operacional global.

Las mejoras deben ser conseguidas por medio de los siguientes pasos: Capacitar operadores para conducir el mantenimiento de forma voluntaria.

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Capacitar a los mantenedores para ser polivalentes, esto significa, poder actuar en equipamientos mecatrónicos.

Capacitar ingenieros par proyectar equipos que dispensen mantenimiento, esto es lo ideal de las máquinas descartables.

Incentivar estudios y sugerencias para modificación de los equipamientos existentes a fin de mejorar su rendimiento.

Aplicar el programa de las ocho S:1. Seiri = organización; implica eliminar lo superfluo.2. Seiton = ordenamiento; implica identificar y colocar todo en orden.3. Seiso = limpieza; implica limpiar siempre y no ensuciar.4. Seiketsu = padronización; implica mantener el arreglo, la limpieza y

el orden en todo.5. Shitsuke = disciplina; implica autodisciplina para hacer todo

espontáneamente.6. Shido = entrenar; implica la búsqueda constante de capacitación

personal.7. Seison = eliminar las pérdidas8. Shikari yaro = realizar con determinación la unión

Eliminar las seis grandes pérdidas:1. Pérdidas por quiebre2. Pérdidas por demora e cambio de herramientas y regulación.3. Pérdidas por operación en vacío (espera)4. Pérdidas por reducción de velocidad en relación al patrón normal.5. Pérdidas por defectos de producción.6. Pérdidas por caída de rendimiento: Aplicar las cinco medidas para la obtención de “defecto cero”:1. Estructuración de las condiciones básicas.2. Obediencia de las condiciones de uso.3. Regeneración de lo envejecido.4. Sanar las fallas de proyecto (terotecnología).5. Incrementar la capacitación técnica.

La idea de “ ruptura cero”, se basa en el concepto de que la ruptura es la falla visible. La falla visible es causada por un conjunto de fallas invisibles como un iceberg.

Luego, si los operadores y mantenedores estuvieren conscientes de que deben evitar las fallas invisibles, la ruptura dejará de ocurrir.

Las fallas invisibles normalmente dejan de ser detectadas por motivos físicos y psicológicos.

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Motivos FísicosLas fallas no son visibles por estar en local de difícil acceso o encubiertas por

residuos o suciedad.

Motivos PsicológicosLas fallas dejan de ser detectadas por falta de interés o capacitación de los

operadores o mantenedores.

Mantenimiento Autónomo

En el TPM, los operadores son entrenados para supervisar y actuar como mantenedores en primer nivel. Los mantenedores específicos son llamados cuando los operadores del primer nivel no consiguen solucionar el problema. Así, cada operador asume sus atribuciones de modo que, tanto el mantenimiento preventivo como el de rutina están constantemente en acción.

A seguir una relación de sus principales actividades: Operación correcta de máquinas y equipamientos. Aplicación de las ocho S. Registro diario de ocurrencias y acciones tomadas Inspección autónoma Monitoreo basado en los siguientes sentidos humanos: visión, audición,

olfato y tacto. Lubricación Elaboración de patrones(procedimientos) Ejecución de regulaciones simples. Ejecución de reparaciones simples. Ejecución de ensayos simples. Aplicación del mantenimiento preventivo simple. Preparación simple(set-up). Participación en entrenamiento y en grupos de trabajo.

Efectos del TPM en la mejoría de los recursos humanos

En la forma como está propuesto, el TPM ofrece plenas condiciones para el desarrollo de las personas que actúan en empresas preocupadas con el mantenimiento. La participación de todos los involucrados con mantenimiento redunda en los siguientes beneficios:

Realización (autoconfianza). Aumento de atención en el trabajo. Aumento de la satisfacción por el trabajo en sí (enriquecimiento de cargo). Mejora del espíritu de equipo. Mejora de la habilidades de comunicación entre las personas. Adquisición de nuevas habilidades Crecimiento a través de la participación. Disminución de la rotatividad del personal Satisfacción por el reconocimiento.

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Para finalizar “El mantenimiento no debe ser apenas aquel que arregla, sino que, aquel que elimina la necesidad de arreglar” (Anónimo).

CPM (Critical Path Method) Método del camino crítico

El servicio de mantenimiento de máquinas es indispensable y debe ser constante. Por otro lado, es necesario mantener la producción, conforme al cronograma establecido.

Esos dos aspectos levantan la cuestión de cómo conciliar el tiempo con las paradas de las máquinas para mantenimiento sin comprometer la producción.

En esta fase veremos como, las empresas concilian el tiempo con las paradas de las máquinas, considerando la producción.

Rutina de Planeamiento

El sector de planeamiento recibe la requisición de servicio, analiza, qué y cómo debe ser hecho, cuales son las especialidades y grupos involucrados, y los materiales y herramientas que serán utilizados. Esto genera un plan de operaciones, una lista de materiales a utilizar o comprar y otros documentos complementarios, como relación de servicios por grupo, órdenes de trabajo, etc.

Cuando hay necesidad de estudios especiales, ejecución de proyectos y diseños o cuando el presupuesto de un trabajo excede de un determinado valor, el sector de planeamiento solicita los servicios de Ingeniería de Mantenimiento. Ella provee los estudios necesarios y verifica la viabilidad económica.

Se el estudio o proyecto fuera viable, todas las informaciones recogidas por el planeamiento son enviadas al sector de programación, que prepara el cronograma y los programas diarios de trabajo coordinando el movimiento de materiales.

Secuencia para el planeamiento

Es un rol de actividades para que el planeador elabore el plan de operación y emita los documentos necesarios.

Este rol de actividades consiste en: Listar los servicios a ser ejecutados;

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Determinar el tiempo, especialidades y número de profesionales; Determinar la secuencia lógica de los trabajos por medio del diagrama

“Espina de pez”; Construir PERT-CPM; Construir diagrama de barras(Gantt), indicando los equipos de trabajo; Emitir las órdenes de trabajo, la lista de materiales, la relación de

servicios por grupo y otros documentos que pueden variar de acuerdo a cada empresa.

Diagrama causa-efecto, diagrama de Ishikawa (espina de pescado)Es una construcción gráfica simple que permite construir y visualizar

rápidamente la secuencia lógica de operaciones

Ejemplo:

En planeamientos simples y para un único grupo de trabajo, se puede pasar del diagrama de espina de pez al diagrama de barras o diagrama de Gantt.

Diagrama de GanttEs un cronograma que permite realizar la programación de las tareas

mostrando la dependencia entre ellas. Usado desde el inicio del siglo, consiste en un diagrama donde cada barra tiene una longitud directamente proporcional al tiempo de ejecución real de la tarea. El inicio gráfico de cada tarea ocurre solamente después del término de las actividades de las cuales depende.

Las actividades para la elaboración del diagrama son; la determinación de las tareas, determinación de las dependencias, de los tiempos y la construcción gráfica.

Vamos a ejemplificar considerando la fabricación de una polea y un eje. La primera acción es listar las tareas, dependencias y tiempo necesario.

Tareas Descripción Depende de Tiempo/diasA Preparar diseños

y lista de materiales_ 1

B Obtener Materiales para el eje

A 2

C Tornear el eje B 2D Fresar el eje C 2E Obtener Materiales para

la poleaA 3

F Tornear la Polea E 4G Montar el conjunto D y F 1H Balancear el conjunto G 0,5

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Desconectar panel

Sacar poleas

Retirar correas

Transportar poleas

Hacer chavetas

Tornear poleas

Montar

Transportar poleas

Ensayar

Conectar panel


Con esta lista en manos, se construye el diagrama de Gantt.

El diagrama de Gantt es un auxilio importante para el planeador y del programador, pues presenta la facilidad de controlar el tiempo y de reprogramarlo, caso sea necesario. A pesar de esta facilidad, el diagrama de Gantt no resuelve todas las cuestiones, tales como: Que tareas se atrasarían si la tercera tarea(C) se atrasa un día? Como colocar de forma clara los costos en el diagrama? Que tareas son críticas para la realización de todo el trabajo?

Para resolver los problemas que el diagrama de Gantt no consigue solucionar fueron creados los métodos PERT-CPM.

Método PERT-CPM

Los métodos PERT (Program Evolution and Review Technique – Programa de Evaluación y Técnica de Revisión) y CPM (Critical Path Method – Método del Camino Crítico) fueron creados en 1958.

El PERT fue desarrollado por la NASA con el fin de controlar el tiempo y la ejecución de tareas realizadas por primera vez.

El CPM fue creado en la empresa norteamericana Dupont con el objetivo de realizar las paradas de mantenimiento en el menor plazo posible y con un nivel constante de utilización de recursos.

Los dos métodos son casi idénticos; sin embargo, las empresas, en términos de mantenimiento, adoptan básicamente el CPM.

Método CPMEl CPM utiliza construcciones gráficas simples como flechas, círculos

numerados y líneas punteadas, que constituyen, respectivamente: El diagrama de flechas; La actividad fantasma; El nudo o evento;

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Diagrama de flechas – Es el gráfico de las operaciones, en el que cada operación es representada por una flecha. Cada flecha tiene una punta y una cola. La cola representa el inicio de la operación y la punta marca su final.

Las flechas son usadas para expresar las relaciones entre las operaciones y definir una o más de las siguientes situaciones:

La operación debe preceder algunas operaciones;La operación debe suceder algunas operaciones;La operación puede ocurrir simultáneamente con otras operaciones;

Ejemplo:

Actividad fantasma – Es una flecha punteada usada como artificio para identificar la dependencia entre operaciones. También llamada de operación imaginaria y no consume tiempo. Observe la figura:

La figura ejemplifica las siguientes condiciones:- W debe preceder Y- K debe preceder Z- Y debe seguir a W y K

Así, las actividades W,Y,K y Z son operaciones físicas como tornear, montar, ensayar etc. Cada una de esas operaciones requieren un tiempo de

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w y

w precede a y

w

y

w es simultáneo a y

k solo inicia cuando termina w e y

k

w

y

k

w

y

w e y solo inicia cuando termina k

w

y

k

z

k y z solo inician si w e y terminan

w y

k z


ejecución, sin embargo la actividad fantasma es un ajuste del cronograma, o sea, depende apenas de la programación correcta.

Nudo o evento – Son círculos diseñados al inicio y al final de cada flecha. Tiene el objetivo de facilitar la visualización y los cálculos de tiempo. Deben ser numerados y su numeración es aleatoria.

Ejemplo:

El nudo no debe ser confundido con una actividad que demande tiempo. El es un instante, o sea , un limite entre inicio de una actividad y el final de otra.

Construcción del diagrama CPM

Para construir el diagrama es preciso tener a mano la lista de actividades, los tiempos y la secuencia lógica. Luego, se van posicionando las flechas y los nudos obedeciendo la secuencia lógica y las relaciones de dependencia. Debajo de cada flecha, se coloca el tiempo de la operación y encima, la identificación de la operación.

Ejemplo:Un torno presenta defectos en el árbol y en la bomba de lubrificación y es

necesario corregir esos defectos.

Que hacer?Primero, se listan las tareas, dependencias y tiempos, en una secuencia

lógica:

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w

y

k

z

Nudo

Actividad fantasma

1

3

2

4


TAREAS DESCRIPCIÓN DEPENDE DE TIEMPO

A Retirar placa, protecciones y vaciar aceite

_ 1 h

B Retirar árbol y transportarlo A 3 hC Llevar cabezal A 2 hD Cambiar rulemanes B 3 hE Cambiar bomba de

lubrificaciónB y C 2 h

F Montar, abastecer y ensayar el conjunto

D y E 4 h

Seguidamente, se construye el diagrama:

El camino crítico

Es un camino recorrido a través de dos eventos(nudos) cuya sumatoria de los tiempos condiciona las duración del trabajo. Por medio del camino crítico se obtiene la duración total del trabajo y el tiempo libre de las tareas que no controlan el término del trabajo.

En el diagrama anterior hay tres caminos de actividades que lleva el trabajo del evento 0 al evento 5:

1 - A – B – D - F, con duración de 11 horas;2 - A – C – E - F, con duración de 9 horas;3 - A - B – imaginaria – E – F, con duración de 10 horas.

Hay, un camino con duración superior a los demás, que condiciona la duración del proyecto.

Este es el camino crítico. La importancia de identificar el camino crítico se fundamenta en los siguientes parámetros:

Permitir saber, de inmediato, si será posible o no cumplir el plazo anteriormente establecido para la conclusión del plan.

Identificar las actividades críticas que no pueden sufrir atrasos, permitiendo un control mas eficaz de las tareas prioritarias;

Permitir priorizar las actividades cuya reducción tendrá menor impacto en la anticipación de la fecha final de termino de los trabajos, en caso de ser necesaria una reducción de esta fecha final;

Permitir el establecimiento de la primera fecha del término de la actividad; Permitir el establecimiento de la última fecha del término de la actividad.

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00 11

2

3

4 5A

1 h

B 3h

2h C

3h D

E 2h

F

4h


Frecuentemente, el camino crítico es bastante mayor que los demás y basta con acelerarlo para acelerar todo el trabajo.

Teniendo en cuenta el concepto del camino crítico, se puede afirmar que las tareas C y E del diagrama anterior pueden atrasarse hasta dos horas sin comprometer la duración total.

Resultado final de la aplicación del CPM

El método del camino crítico permite un balanceamiento de los recursos, principalmente mano de obra. El departamento de mantenimiento posee un contingente fijo y no es deseable tener un perfil de utilización de ese contingente con carencia en algunos momentos y ociosidad en otros.

Para evitar este problema, el que planea, juega con los tiempos de atraso, tiempos libres y la re-localización del personal envuelto en las tareas iniciales.

En las paradas para reformas parciales o totales, después del balanceamiento de los recursos físicos y humanos con programación de trabajo en horarios nocturnos y fines de semana, puede ocurrir aún la carencia de mano de obra. En este caso, la solución es la contratación de servicios externos o la ampliación del cuadro de personal. Esas decisiones solo pueden ser tomadas después del análisis y comprobación práctica de las carencias.

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Mantenimiento Preventivo

Consideremos el motor de un automóvil, a cada cierto tiempo el usuario deberá cambiar el aceite del cárter, si no realiza esa operación periódicamente, estaría corriendo el riesgo de damnificar los elementos que constituyen el motor.

Que es lo que el usuario haría para poder controlar ese cambio periódico de aceite del motor?

Para realizar ese control, el usuario deberá acompañar el kilometraje del vehículo y basado en eso, hacer una previsión del cuando cambiar el aceite de su motor.

Esa previsión no es nada más que un simple mantenimiento preventivo, que es el asunto de este capitulo.

Conceptos

El mantenimiento preventivo obedece a un patrón previamente esque matizado, que establece paradas periódicas con la finalidad de permitir el cambio de piezas gastadas por nuevas, asegurando así el funcionamiento perfecto de la máquina por un periodo predeterminado.

El método preventivo proporciona un determinado ritmo de trabajo, asegurando el equilibrio necesario para el buen desarrollo de las actividades.

El control de piezas de reposición es un problema que alcanza a todos los tipos de industria. Una de las metas que se propone el órgano de mantenimiento es la disminución sensible del stock. Eso se consigue con la organización de los plazos para reposición de piezas. Así se ajustan las inversiones para el sector.

Si una pieza de un conjunto que constituye un mecanismo está ejecutando su trabajo de manera irregular, ella establecerá, fatalmente, una sobrecarga en las demás piezas que está interactuando con ella. Como consecuencia, la sobrecarga provocará disminución de la vida útil de las demás piezas del conjunto. El problema solo puede ser resuelto con el cambio de la pieza con problema, con antecedencia, para preservar las demás piezas.

En cualquier sistema industrial, la improvisación es uno de los focos de perjuicio. También es verdad que cuando se improvisa se puede evitar la paralización de la producción, pero se pierde eficiencia. La improvisación puede y debe ser evitada por medio de métodos preventivos establecidos por los técnicos de mantenimiento. La aplicación de métodos preventivos aseguran un trabajo uniforme y seguro.

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AULA

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La planificación y la organización, obtenidos por el método preventivo, son una garantía para los hombre de producción, que pueden controlar, dentro de una faja de error mínimo, la entrada de nuevos pedidos.

Con el tiempo, los industriales fueron concientizandose de que la máquina que funcionaba ininterruptamente hasta la ruptura, acarreaba varios problemas que podían ser evitados con simples paradas preventivas para lubricación, cambio de piezas gastadas y ajustes.

Con el auxilio de relatorios escritos sobre los trabajos realizados, son suprimidas las inconveniencias de las rupturas inesperadas. Eso evita la difícil tarea de cambio urgente de máquinas e improvisaciones que colocan en apuros al personal de mantenimiento correctivo.

El mantenimiento preventivo es un método aprobado y adoptado actualmente en todos los sectores industriales, pues abarca desde una simple revisión – con paradas que no obedecen a una rutina – hasta la utilización de sistemas de alto índice técnico.

El mantenimiento preventivo permite la realización de cronogramas en los cuales son trazados planes y revisiones periódicas completas para todos los tipos de materiales utilizados en los talleres. Incluye también, levantamientos que buscan facilitar su propia introducción en futuras ampliaciones de la fábrica.

La aplicación del sistema de mantenimiento preventivo no se debe restringir a sectores, máquinas o equipamientos. El sistema debe abarcar todos los sectores de la industria para garantizar una perfecta interacción entre ellos, de modo tal que, al constatarse una anomalía, las providencias tomadas sean independientes de cualquier otra regla que por ventura exista en un taller. Esa libertad, dentro de la industria, es fundamental para el buen funcionamiento del sistema preventivo.

La aparición de focos que ocasionan discontinuidad en el programa, debe ser encarado de manera seria, organizando estudios que tomen por base los relatorios realizados por los técnicos de mantenimiento. Estos deberán relatar, en lenguaje simple y claro, todos los detalles del problema en cuestión.

El mantenimiento preventivo nunca deberá ser confundido con el órgano de comando, a pesar de que él dicte algunas reglas de conducta a ser seguidas por el personal de la fábrica. Al mantenimiento preventivo le cabe apenas el lugar de apoyo al sistema fabril.

El secreto para el suceso del mantenimiento preventivo, está en la perfecta comprensión de sus conceptos por parte de todo el personal de la fábrica, desde los operarios hasta la presidencia.

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El mantenimiento preventivo, por tener un alcance extenso y profundo, debe ser organizado. Si la organización del mantenimiento preventivo carece de la debida solidez, provocará desorden y confusiones. Por otro lado, la capacidad y el espíritu de cooperación de los técnicos son factores importantes para el mantenimiento preventivo.

El mantenimiento preventivo debe, también, ser sistematizado para que el flujo de los trabajos se procese de modo correcto y rápido. Bajo ese aspecto, es necesario establecer cual deberá ser el sistema de informaciones empleado y los procedimientos adoptados.

El desarrollo de un sistema de informaciones debe presentar definiciones claras y objetivas y contener los niveles de responsabilidad de todos los elementos participantes. El flujo de las informaciones deberá fluir rápidamente entre todos los que están envueltos en el mantenimiento preventivo.

El mantenimiento preventivo exige también, un plan para su propia mejoría. Esto se consigue por medio del planeamiento, ejecución y verificación de los trabajos que son indicadores para buscar la mejoría de los métodos de mantenimiento, de las técnicas de mantenimiento y de la elevación de los niveles de control. Esta es la dinámica de una instalación industrial.

Finalmente, para realmente realizar el mantenimiento preventivo y alcanzar los objetivos pretendidos con su aplicación, es necesario disponer de un periodo de tiempo relativamente largo para contar con el apoyo de los técnicos y de los dirigentes de alto nivel. Esto vale la pena, pues la aplicación del método de mantenimiento preventivo, por la mayoría de las grandes empresas industriales, es la prueba concreta de la poca eficiencia del mantenimiento correctivo.

ObjetivosLos principales objetivos de las empresas son normalmente, reducción de

costos, calidad del producto, aumento de la producción, preservación del medio ambiente, aumento de la vida útil de los equipamientos y reducción de accidentes de trabajo.

a) Reducción de costos- En la mayoría de los casos, las empresas buscan reducir los costos que inciden en los productos que fabrican. El mantenimiento preventivo puede colaborar actuando sobre las piezas sobresalientes, en las paradas de emergencia etc., aplicando lo mínimo necesario, o sea, sobresaliente X compra directa; horas ociosas X horas planeadas; material nuevo X material recuperado.

b) Calidad del producto – La competencia en el mercado ni siempre se gana con el menor costo. Muchas veces se gana con un producto de mejor calidad. Para llegar a la meta calidad del producto, el mantenimiento preventivo deberá ser aplicado con mayor rigor, o sea: máquinas deficientes X máquinas eficientes; abastecimiento deficiente X abastecimiento optimizado.

c) Aumento de producción – El aumento de la producción de una empresa se resume en atender la demanda creciente del mercado. Es preciso mantener la fidelidad de los clientes ya catastrados y conquistar otros, manteniendo los plazos de entrega de los productos en día. El mantenimiento preventivo

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colabora para el alcance de esta meta actuando en el binomio producción atrasada X producción al día.

d) Efectos al medio ambiente – En determinadas empresas, el punto más crítico es la polución causada por el proceso industrial. Si la meta de la empresa fuera la disminución o eliminación de la polución, el mantenimiento preventivo, como primer paso, deberá apuntar para los equipamientos antipolución, o sea, equipamientos sin acompañamiento X equipamientos revisados; polución X ambiente normal.

e) Aumento de la vida útil de los equipamientos – El aumento de la vida útil de los equipamientos es un factor que en la mayoría de las veces, no puede ser considerada de forma aislada. Este factor generalmente es consecuencia de:

Reducción de costos; Calidad del producto; Aumento de producción; Efectos del medio ambiente.

El mantenimiento preventivo, cuando actúa sobre estos items, contribuye para el aumento de la vida útil de los equipamientos.

f) Reducción de accidentes de trabajo – No son raros los casos de empresas cuyo mayor problema es la gran cantidad de accidentes. Los accidentes de trabajo causan: Aumento de costos; Disminución del factor calidad; Efectos perjudiciales al medio ambiente; Disminución de la producción; Disminución de la vida útil de los equipamientos.

DesarrolloConsideremos una industria aún sin ningún mantenimiento preventivo, donde

no haya control de costos ni registro o datos históricos de los equipamientos. Si esa industria desea adoptar el mantenimiento preventivo, deberá pasar por las siguientes fases iniciales de desarrollo:

a) Decidir cual es el tipo de equipamiento que deberá marcar la implantación del mantenimiento preventivo en base al “feeling” sentimiento de la supervisión del mantenimiento y de la operación.

b) Efectuar el levantamiento y posterior catastramiento de todos los aquipamientos que serán escogidos para iniciar la implantación del mantenimiento preventivo (plan piloto).

c) Levantar el histórico de los equipamientos, relacionando los costos de mantenimiento( mano de obra, materiales, y si es posible, lucro cesante en las emergencias), tiempo de parada para los diversos tipos de mantenimiento, tiempo de disponibilidad de los equipamientos para la producción, causas de las fallas etc.

d) Elaborar los manuales de procedimientos para mantenimiento preventivo, indicando las frecuencias de inspección con máquinas operando, con máquinas paradas y las intervenciones.

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e) Enumerar los recursos humanos y materiales que serán necesarios para la implementación del mantenimiento preventivo.

f) Presentar el plan para aprobación de la gerencia y de la directoria. g) Entrenar y preparar el equipo de mantenimiento.

Ejecución del mantenimiento preventivo a) herramientas y personal – Si una empresa cuenta con un modelo

organizacional óptimo, con materiales de reserva adecuado y racionalizado con buenos recursos humanos con buenas herramientas e instrumental pero no tiene quienes sepan utilizarlos, esa empresa está perdiendo tiempo en el mercado. La selección de las herramientas y del instrumental es importante, sin embargo, más importante es el entrenamiento del equipo que las utilizará.

b) Control del mantenimiento – En el mantenimiento preventivo es necesario mantener el control de todas las máquinas con el auxilio de fichas individuales. Por medio de fichas individuales es que se realiza el registro de la inspección mecánica de la máquina y en base a esas informaciones la programación de su mantenimiento.

En cuanto a la forma de operacionalizar ese control, hay cuatro sistemas: manual, semi-automatizado, automatizado y por microcomputador.

Control manual – Es el sistema en el cual el mantenimiento preventivo y correctivo son controlados y analizados por medio de formularios y mapas, realizados manualmente y guardados en archivos. Esquemáticamente:

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Control semi – automatizado – Es el sistema en el cual la intervención preventiva es controlada con el auxilio del computador, y la intervención correctiva obedece al control manual. Esquemáticamente.

La fuente de datos de este sistema debe proveer todas la informaciones necesarias para realizar las requisiciones de servicio, incluyendo las rutinas de inspección y ejecución. El principal relatorio emitido por el computador debe contener como mínimo: El tiempo previsto y el utilizado Los servicios realizados Los servicios reprogramados Los servicios cancelados

Estos datos son fundamentales para la toma de providencias por parte de la supervisión.

Control automatizado – Es el sistema en el que todas las intervenciones del mantenimiento tiene sus datos almacenados por el computador, para tener listados, gráficos y tablas para análisis y toma de decisiones, conforme a la necesidad y conveniencia de los varios sectores del mantenimiento. Esquemáticamente:

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Control por microcomputador – Es el sitema en el cual todos los datos sobre las intervenciones del mantenimiento quedan almacenados en el microcomputador. Esos datos son de rápido acceso atravez de monitor de vídeo o impresora.

Esquemáticamente.

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Mantenimiento predictivo

Una empresa venía desenvolviendo de modo satisfactorio un programa de mantenimiento, sin embargo, el relatorio final de producción indicaba la posibilidad de perfeccionamientos en el proceso. Estudios posteriores revelaron que, para perfeccionar el proceso con ganancias de producción, era preciso, entre otros procedimientos, incluir el mantenimiento predictivo en el programa de mantenimiento de la empresa.

Después de muchas reuniones entre dirigentes, gerentes, encargados, supervisores y operarios, se llegó al consenso de que la empresa, para instalar un programa de mantenimiento predictivo, necesitaría, antes de cualquier cosa, capacitar un equipo en mantenimiento predictivo y orientar todo el personal por medio de entrenamientos específicos.

El tema de este capitulo es el mantenimiento predictivo y la importancia de su aplicación.

Concepto de mantenimiento predictivo

Mantenimiento predictivo es aquel que indica las condiciones reales de funcionamiento de las máquinas en base a los datos que informan sobre su desgaste o proceso de degradación. Se trata del mantenimiento que predice el tiempo de vida útil de los componentes de las máquinas y equipamientos y las condiciones para que ese tiempo de vida sea bien aprovechado.

En Europa, el mantenimiento predictivo es conocido por el nombre de mantenimiento condicional y en los Estados Unidos recibe el nombre de predictivo o previsional.

Objetivos del mantenimiento predictivo

Los objetivos del mantenimiento predictivo son: Determinar anticipadamente, la necesidad de servicios de mantenimiento en una

pieza específica de un equipamiento; Eliminar desmontajes desnecesarios par inspección; Aumentar el tiempo de disponibilidad de los equipamientos; Reducir el trabajo de emergencia no planeado; Impedir el aumento de los daños Aprovechar la vida útil total de los componentes y de un equipamiento; Aumentar el grado de confianza en el desempeño de un equipamiento o, línea de

producción; Determinar previamente las interrupciones de fabricación para tomar cuenta de los

equipamientos que necesitan de mantenimiento.

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AULA

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Por medio de estos objetivos, se puede deducir que ellos está direccionados hacia una finalidad mayor e importante: reducción de costos de mantenimiento y aumento de la productividad.

Ejecución del mantenimiento predictivo

Para ser ejecutado, el mantenimiento predictivo exige la utilización de aparatos adecuados, capaces de registrar varios fenómenos, tales como: Vibraciones de las máquinas; Presión; Temperatura; Desempeño; Aceleración.

Basandose en el conocimiento y análisis de los fenómenos, se hace posible indicar, con antecedencia, eventuales defectos o fallas en la máquinas y equipamientos.

El mantenimiento predictivo, después del análisis del fenómeno, adopta dos procedimientos para atacar los problemas detectados: establece un diagnóstico y efectúa un análisis de tendencias.

Diagnóstico

Detectada la irregularidad, el responsable tendrá la tarea de establecer, en la medido de lo posible, un diagnóstico referente al origen y a la gravedad del defecto constatado. Este diagnóstico debe ser hecho antes de programar la reparación.

Análisis de tendencia de la falla

El análisis consiste en prever con antecedencia la avería o ruptura, por medio de aparatos que ejercen vigilancia constante prediciendo la necesidad de reparación.

Gráficamente tenemos:

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El esquema siguiente resume lo que fue desarrollado hasta el momento.

El mantenimiento predictivo, generalmente, adopta varios métodos de investigación para poder intervenir en las máquinas y equipamientos. Entre los varios métodos se destacan los siguientes: estudios de vibraciones; análisis de aceites; análisis del estado de las superficies y análisis estructurales de las piezas.

Estudio de las vibraciones

Todas las máquinas en funcionamiento producen vibraciones que, de a poco las llevan a un proceso de deterioro. Ese deterioro es caracterizado por una modificación de la distribución de energía vibratoria por el conjunto de elementos que constituyen la máquina. Observando la evolución del nivel de vibraciones, es posible obtener informaciones sobre el estado de las máquinas.

El principio del análisis de vibraciones se basa en la idea de que las estructuras de las máquinas excitadas por los esfuerzos dinámicos(acción de fuerzas) dan señales vibratorias, cuya frecuencia es igual a la frecuencia de los agentes excitadores.

Si se colocan captadores de vibraciones en puntos definidos de las máquinas, ellos captarán las vibraciones recibidas por toda la estructura. El registro de las vibraciones y su análisis permiten identificar el origen de los esfuerzos presentes en una máquina operando.

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Por medio de la medición y el análisis de las vibraciones de una máquina en servicio normal de producción se detecta, con anticipación, la presencia de fallas que deben ser corregidas:

Rodamientos deteriorados Engranajes defectuosos Acoplamientos desalineados Rotores desbalanceados Vinculos desajustados Ejes deformados Lubrificación deficiente Huelgo excesivo en buchas Falta de rigidez Problemas aerodinámicos Problemas hidráulicos Cavitación.

El aparato empleado para el análisis de vibraciones es conocido como analizador de vibraciones. En el mercado hay varios modelos de analizadores de vibraciones, desde los más simples a los más complejos; desde los portátiles – que pueden ser transportados manualmente de un lado para otro – hasta aquellos que son instalados definitivamente en las máquinas con la misión de realizar monitoramiento constante.

Abajo, un operador usando un analizador de vibraciones portátil, y en destaque el aparato.

Análisis de aceites

Los objetivos del análisis de aceites son dos: economizar lubricantes y sanar los defectos.

Los equipamientos modernos permiten análisis exactos y rápidos de los aceites utilizados en máquinas. Es por medio de esos análisis que el servicio de mantenimiento puede determinar el momento adecuado para cambio o renovación, tanto en componentes mecánicos como hidráulicos.

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La economía se obtiene regulando el grado de degradación o de contaminación de los aceites. Esa regulación permite la optimización de los intervalos de cambios de dichos aceites.

El análisis de los aceites permite, también, identificar los primeros síntomas de desgaste de un componente. La identificación es realizada a partir del estudio de las partículas sólidas que quedan disueltas en los aceites. Tales partículas sólidas son producidas por el rozamiento dinámico entre piezas en contacto.

El análisis de los aceites es realizado por medio de técnicas laboratoriales que envuelven reactivos, instrumentos y equipamientos. Entre los instrumentos u equipamientos utilizados tenemos, viscocímetros, centrifugas, fotómetros de llama, espectrómetros, microscópios etc. El laboratorista, usando técnicas adecuadas, determina las propiedades de los aceites y el grado de contaminantes presentes en ellos.

Las principales propiedades de los aceites que interesan en un análisis son: Índice de viscosidad Índice de acidez Índice de alcalinidad Punto de fulgor Punto de congelamiento

En términos de contaminación de los aceites, interesa saber cuanto existe de: Residuos de carbono Partículas metálicas Agua.

Así como en el estudio de vibraciones, el análisis de aceites es muy importante para el mantenimiento predictivo. Es el análisis que va a decir si el aceite de una máquina o equipamiento necesita o no ser sustituido y cuando deberá ser realizado.

Análisis del estado de las superficies

El análisis de las superficies de las piezas, que sufren desgastes provocados por el rozamiento, también es importante para controlar el grado de deterioro de las máquinas y equipamientos.

El análisis superficial abarca, además de un simple examen visual – con o sin lupa – varias técnicas analíticas, tales como: Endoscopía Holografía Estroboscopía Molde e impresión.

Análisis estructural

El análisis estructural de piezas que componen las máquinas o equipamientos también es importante para el mantenimiento predictivo. Es por medio del análisis estructural que se detecta, por ejemplo, la existencia de fisuras, grietas y

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rugosidades en las piezas de las máquinas y equipamientos. En uniones soldadas, el análisis estructural es de extrema importancia.Las técnicas utilizadas en el análisis estructural son: Interferometría holográfica Ultra-sonografía Radiografía (rayos X) Gamagrafía (rayos gamma) Ecografía. Magnetoscopía Corrientes de Foucault Infiltración con líquidos penetrantes.

Periodicidad de los controles

La recolección de datos es efectuada periódicamente por un técnico que utiliza sistemas portátiles de monitoreamiento. Las informaciones recogidas son registradas en una ficha, posibilitando al responsable del mantenimiento predictivo tenerlas a mano para las providencias necesarias.

La periodicidad de los controles es determinada de acuerdo con los siguientes factores: Número de máquinas a ser controladas Número de puntos de medición establecidos Duración de la utilización de la instalación Carácter estratégico de las máquinas instaladas Medios materiales colocados a disposición para ejecución de los servicios.

La tabla siguiente muestra un ejemplo de un programa básico de vigilancia de acuerdo con la experiencia e histórico de una determinada máquina.

PROGRAMA BÁSICO DE VIGILANCIAMETODOS UTILIZADOS EQUIPAMIENTOS VIGILADOS EQUIPAMIENTOS NECESARIOS PERIODICIDAD DE VERIFICACIÓN

Medición de vibración

Todas las máquinas giratorias de potencia media o máxima y/o equipamientos críticos Motores Reductores Compresores Bombas Ventiladores.

Medidor de vibración

Analizador

Sistema de vigilancia permanente

3.000 a 1.500 horas

Medición de fallas de rodamientos

Todos los rodamientos Medidor especial o Analizador

500 horas

Análisis estroboscópico

Todos los lugares donde se quiera estudiar un movimiento, controlar la velocidad o medir los planos

Estroboscópio del analizador de vibraciones

Según necesidad

Análisis de aceites Reductores y Realizado por el 6 meses

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circuitos hidráulicos Motores

fabricante

Termografía Equipamientos de alta tensión

Distribución de baja tensión

Componentes electrónicos

Equipamientos con componentes refractarios

Subcontratación(tercerización)

12 meses

Exámen endoscópico

Cilindros de compresores

Aletas Engranajes

damnificados

Endoscopía + fotos Todos los meses

Las ventajas del mantenimiento predictivo son: Aumento de la vida útil de los equipamientos Control de materiales(piezas, componentes, partes, etc.) y mejor

gerenciamiento. Disminución de los costos de reparación Mejoría de la productividad de la empresa Dsiminución de los stocks de producción Limitación de la cantidad de piezas de repuesto Mejoría en la seguridad Credibilidad del servicio ofrecido Motivación del personal de mantenimiento Buena imagen del servicio pos venta.

Límites técnicos del mantenimiento predictivo

La eficiencia del mantenimiento predictivo está subordinado a la eficiencia y la confiabilidad de los parámetros de medida que la caracterizan.

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Mantenimiento Electroelectrónico I

Una máquina industrial presentó un defecto. El

operador llamó al mantenimiento mecánico, que solucionó el problema.Indagado sobre el tipo de defecto encontrado, el mecánico de mantenimiento

respondió que estaba en la parte eléctrica, pero que él, como mecánico, consiguió resolver. ¿Donde termina la parte mecánica y comienza la parte eléctrica?

En este capitulo se presentarán las nociones de mantenimiento de partes electroelectrónicas existentes en máquinas. Para una mejor comprensión, es necesario que Ud. revea los conceptos de electricidad y electrónica.

Máquinas electromecánicas

Máquinas electromecánicas son combinaciones de dispositivos mecánicos con circuitos eléctricos y electrónicos capaces de comandarlos. Defectos en esas máquinas tanto pueden ser puramente mecánicos como mixtos, envolviendo también la parte electroelectrónica, o entonces puramente eléctricos o electrónicos.

Con tres áreas tecnológicas bien distintas en las máquinas, se hace necesaria una cierta división del trabajo de mantenimiento. Hay empresas que mantienen a los mecánicos de mantenimiento, a los electricistas y a los electrónicos, en equipos separados.

Es interesante notar que la buena división de trabajo solo es efectiva cuando los equipos mantienen un constante intercambio de informaciones y ayuda mutua. Para facilitar el diálogo entre los equipos, es bueno que ellos conozcan un poco de las otras áreas.

Un técnico electrónico con nociones de mecánica debe decidir mejor en cuanto a la naturaleza de un defecto de que aquel desconocedor de la mecánica. El mecánico con alguna base electroelectrónica puede diferenciar mejor los defectos como así también resolver algunos problemas mixtos.

Conocimiento sobre tensión, corriente y resistencia eléctricas son imprescindibles para alguien que va ha hacer mantenimiento de máquinas electromecánicas.

Recordando:Tensión eléctrica (U) – Es la fuerza que alimenta las máquinas. La tensión

eléctrica se mide en Voltios (V). Las instalaciones de alta tensión pueden alcanzar hasta 15.000 voltios. Las más comunes son las de 110 V, 220V, y 380V. Puede ser continua( que tiene polaridad definida) o alternada.

Corriente eléctrica (I) – Es el movimiento ordenado de electrones en el interior de los materiales sometido a tensiones eléctricas. La corriente eléctrica es medida en Amperios (A). Sin tensión no hay corriente, y sin corriente, las máquinas eléctricas paran. La corriente eléctrica puede ser continua (CC) o alternada (CA).

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Resistencia eléctrica (R) – Es la oposición al paso de la corriente eléctrica que todo material ofrece. Cuanto mas resistencia, menos corriente. Máquinas eléctricas y componentes electrónicos siempre presentan una resistencia característica. La medida de la resistencia, cuyo valor se expresa en ohm (Ω), es un indicador de la funcionalidad de las máquinas y de sus componentes.

Aparatos eléctricos

Los aparatos eléctricos mas utilizados en el mantenimiento electroelectrónico son: voltímetro, amperímetro, ohmímetro, multímetro y osciloscopio. Los aparatos eléctricos pueden ser digitales o analógicos. Los analógicos estan dotados de punteros.

Voltímetro: es utilizado para medir la tensión eléctrica tanto continua (VC) como alternada (VA).

Amperímetro: es utilizado para medir la intensidad de la corriente eléctrica continua (CC) y alternada(CA).

Ohmímetro: es utilizado para medir el valor de la resistencia eléctrica.

Multímetro: sirve para medir la tensión, la corriente y la resistencia eléctricas.

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Osciloscópio: permite visualizar gráficos de tensiones eléctricas variables y determinar la frecuencia de una tensión alternada.

Medidas eléctricasPara medir la tensión, la corriente y la resistencia eléctricas con el uso de aparatos

eléctricos, deben ser tomadas las siguientes providencias:

Elegir el aparato con escala adecuada Conectar los dos cables al aparato Conectar las dos puntas de prueba en dos puntos distintos objeto de análisis.

Medida de tensiónLa medida de la tensión eléctrica es realizada conectando las puntas de prueba del aparato de medida a los dos puntos donde la tensión aparece. Por ejemplo, para medir la tensión eléctrica de una pila con un multímetro, se elige una escala apropiada para medida de tensión continua y se conecta la punta de prueba positiva (generalmente roja) al polo positivo de la pila, y la punta negativa( generalmente negra) al polo negativo.

En multímetros digitales, el valor aparece directamente en el visor. En los analógicos, se debe observar el desplazamiento del puntero sobre la escala graduada para determinar el valor de tensión.

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En las medidas de tensión alternada, la polaridad de las puntas de prueba no se aplica.

Medida de corrienteLa corriente eléctrica a ser medida debe pasar a través del aparato de medición.

Para eso, se debe interrumpir el circuito cuya corriente se desea medir. El aparato entra en el circuito, por medio de las puntas de prueba, como si fuese un puente reconectando las partes interrumpidas.

En sistemas de corriente continua, debe observarse la polaridad de las puntas de prueba.

En circuitos de alta corriente, muchas veces es inconveniente y peligrosa la interrupción del circuito para mediciones. En esos casos, se hace una medición indirecta, utilizando un modelo de amperímetro denominado “Pinza Amperométrica”, que abraza el conductor recorrido por la corriente. Este aparato capta el campo electromagnético existente alrededor del conductor e indica una corriente proporcional a la intensidad del campo.

Medida de resistenciaLas medidas de resistencia deben ser realizadas, siempre, con circuito

desenergizado (desconectado), para no damnificar el aparato de medida. Se conectan las puntas de prueba del aparato de medida a los dos puntos donde se desea medir la resistencia.

El aparato indica la resistencia global del circuito, a partir da aquellos dos puntos. Cuando se desea medir la resistencia de un componente en particular, se debe desconectarlo del circuito.

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interrupción


Problema eléctricoDelante de un problema eléctrico, primeramente se debe verificar la alimentación

eléctrica, midiendo la tensión de la red y después verificar los fusibles.Los fusibles son componentes eléctricos que deben presentar baja resistencia al

paso de la corriente eléctrica. Intercalados en los circuitos eléctricos, ellos poseen la misión de protegerlos contra sobre cargas de corriente.

De hecho, cuando ocurre una sobrecarga de corriente que sobrepasa el valor de la corriente admisible por un fusible, este se quema interrumpiendo el circuito.

En varios modelos de fusibles, una simple mirada , permite verificar sus condiciones. En otros modelos es necesario medir la resistencia.

En todos los casos, para verificar las condiciones de un fusible, se debe desligar la máquina de la red.

Fusible quemado puede ser síntoma de problema más serio. Por eso antes de, simplemente cambiar el fusible, es bueno verificar lo que ocurre con la máquina, preguntando, observando y efectuando mediciones y si fuere necesario, pedir auxilio a un otro profesional especializado.

Resistencia, puesta a tierra, y continuidadResistencia de entrada La resistencia eléctrica refleja el estado general de un sistema.Podemos medir la resistencia general de una máquina simplemente midiendo la

resistencia a partir de sus dos puntos de alimentación. En máquinas de alimentación trifásica, se mide la resistencia entre cada dos fases por vez. Esa resistencia general se denomina resistencia de entrada de la máquina.

¿Cuál es la resistencia de entrada de una máquina en buen estado?. Esta pregunta no tiene respuesta directa. Depende de la máquina, sin embargo dos cosas pueden ser dichas.

1. Si la resistencia de entrada es cero, la máquina está en cortocircuito.Esto fatalmente llevará a la quema del fusible cuando se conecta. Entonces estamos obligados a remover el cortocircuito antes de conectar la máquina. Para comprender el concepto de cortocircuito, observe la figura siguiente.

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Podemos ver en la figura que la corriente eléctrica sale por uno de los terminales de la fuente eléctrica( pila o batería), recorre un cable conductor de resistencia eléctrica despreciable y penetra por el otro terminal, sin pasar por ningún aparato o instrumento. Cuando eso ocurre, decimos que hay un cortocircuito.

Ejemplos de cortocircuito

Cuando ocurre un cortocircuito, la resistencia eléctrica del tramo recorrido por la corriente es muy pequeña, considerando que las resistencias eléctricas de los cables de conexión son prácticamente despreciables. Así pues, por la ley de Ohm, si U( tensión) es constante y R (resistencia) tiende a cero, necesariamente I (corriente) asume valores elevados. Esa corriente es la corriente de cortocircuito.

Circuito en corto puede calentar exageradamente y dar inicio a incendios. Para evitar que eso ocurra, los fusibles del circuito deben estar en buen estado para que, tan pronto como la temperatura del tramo aumente, el filamento del fusible se funda e interrumpa el paso de la corriente.

2. Si la resistencia de entrada es muy grande, la máquina estará con el circuito de alimentación interrumpido y no funcionará hasta que el defecto sea removido.Vimos la importancia de la medida de la resistencia de entrada de alimentación eléctrica. En el caso en que la resistencia fuera cero, podemos decir que la máquina está sin aislamiento entre los puntos de alimentación, pues el término cortocircuito significa que los dos puntos de medición están conectados eléctricamente, formando así, un camino corto para el paso de corriente.

Puesta a Tierra Las instalaciones eléctricas Industriales acostumbran tener los cables “fase”, “neutro” y un cable llamado de “Tierra”. Se trata de un cable conectado a tierra por medio de una barra de cobre en un área especialmente preparada. El cable neutro se origina de una conexión a tierra en el poste de la proveedora de energía eléctrica. La resistencia ideal entre neutro y tierra debería ser cero, ya que el neutro también se encuentra conectado a tierra, mas su resistencia no es cero.

Hasta llegar a las tomadas, el cable de neutro recorre largos caminos. Aparece una resistencia entre neutro y tierra, que todavía no debe sobrepasar los 3 ohms, so pena de que el equipamiento no funcione bien. Así, un ensayo de resistencia entre neutro y tierra puede ser realizado con ohmímetro, pero siempre con la red desligada.

El cable de tierra cumple una función de protección e las instalaciones. Las carcazas de los equipamientos deben, por norma, ser conectados a tierra. Así, la carcaza tendrá siempre un nivel de tensión de cero volts comparado

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con el piso en que estamos parados. En ese caso, decimos que la carcaza está aterrada, o sea, en el mismo nivel eléctrico que la tierra.

Opuestamente, una carcaza sin puesta a tierra puede recibir tensiones eléctricas accidentalmente ( un cable pelado en el interior de la máquina) y producir choques eléctricos accidentales con sus consecuencias a las personas. Por ejemplo, si alguien toca la carcaza y está pisando la tierra sin aislación eléctrica, queda sometida a una corriente eléctrica ( recuerde que la corriente circula siempre hacia el neutro, o sea, para tierra), recibiendo un choque, que puede ser fatal, dependiendo de la intensidad de la corriente y del camino que recorre en el cuerpo.

El aislamiento entre la carcaza de los equipamientos y tierra puede ser verificado midiendo el valor de la resistencia que debe ser cero. En las residencias, es siempre recomendable un buen sistema de puesta a tierra para heladeras, máquinas de lavar y principalmente las duchas eléctricas. Una ducha eléctrica sin puesta a tierra es una verdadera ¡¡silla eléctrica!!

ContinuidadOtros problemas simples pueden ser detectados midiendo la resistencia de los

elementos de circuito. Por ejemplo, por medio de la medida de la resistencia, podemos descubrir si hay mal contacto, si existe un cable cortado o si hay puntos de oxidación en los elementos de un circuito. Resumiendo, para saber si existe continuidad en una conexión, basta medir la resistencia entre dos puntas. Este procedimiento es recomendado siempre que se trate de tramos no demasiado largos.

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MANTENIMIENTO ELECTROELECTRONICO II

En la línea de producción de una empresa hay una máquina muy sofisticada. Cierto día esa máquina presentó un defecto y paró. Inmediatamente fue accionado el equipo de mantenimiento, que al realizar el análisis general de la máquina, no constató ningún defecto mecánico, pero sí un probable defecto en el sistema central electrónico. Al detectar el defecto, el equipo de mantenimiento trató de encaminar el problema a un especialista, informando sobre el local del defecto y las consecuencias del mismo.

Para que un mecánico de mantenimiento calificado, pueda detectar defectos como el relatado, es fundamental poseer nociones sobre componentes electrónicos que forman parte del centro de comando de muchas máquinas.

Bloques electrónicos Bloques; son conjuntos de circuitos electrónicos y máquinas que poseen

electrónica embutida. En general, poseen bloques bien distinguidos. En casi todas ellas aparece un bloque llamado fuente. La fuente convierte la tensión eléctrica alternada de la red, en tensiones apropiadas para el funcionamiento de otros bloques electrónicos.

Si tenemos acceso a la fuente, podemos medir las tensiones que ella provee directamente en su conector de salida. En ese caso, buscamos la tierra de la fuente, que puede estar señalizado, o entonces medir las tensiones con respecto a la carcaza. Seguidamente comparamos los valores medidos con los especificados en la propia fuente o en su documentación. Si existen diferencias en los valores, puede estar ocurriendo dos problemas: O, la fuente está con defecto ó no está soportando la carga.

Para saber si la fuente está con defecto, se la debe desconectar de los otros bloques y verificar si las diferencias persisten. Si la fuente no esta soportando la carga de los otros bloques, al ser desconectada, las tensiones vuelven a sus valores normales. El defecto en síntesis, puede estar en la fuente como en algún otro bloque.

Placas de controlSon placas de fibra de vidrio o fenolite, en las cuales se imprimen filetes de

material conductor, generalmente de cobre, para la conexión de circuitos. Los

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AULA

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componentes electrónicos, discretos e integrados, son soldados y quedan inmóbiles en las placas.

Algunos componentes pueden ser colocados por medio de soquetes. Las placas de control pueden estar en gabinetes, armarios etc., formando un módulo de control.

Las placas de control funcionan con baja tensión (3,3V; 5V; 12V, típicamente). Forman la parte “inteligente” de un ciclo realimentado con servomotores, por ejemplo.

El mantenimiento de las placas de control comienza con la verificación de las tensiones y de las conexiones. Malos contactos entre placas y sus conectores son sanados fácilmente, bastando retirar las placas y limpiar sus puntos de contacto con goma de borrar. Después es solo recolocarlos en su lugar.

Si los componentes soqueteados presentan problemas, basta solo retirarlos de los soquetes, limpiar sus terminales y recolocarlos nuevamente en los respectivos soquetes.

Placas de accionamientoSon placas que contienen los circuitos electrónicos que van a trabajar con

corrientes mas altas. Los componentes típicos en estas placas son:

Transistores: mas empleados en accionamiento en corriente continua.Tiristores (SCR,DIAC,TRIAC): Usados en accionamiento con corrientes

continua y alternada.Circuitos integrados: son digitales o analógicos, de baja o alta potencia.Resistores de potencia: son normalmente de tamaño grande.

Las placas de accionamiento pueden estar soqueteados en gabinetes, armarios etc., formando un módulo de accionamiento.

La función de las placas de accionamiento es proveer las formas de onda y los valores adecuados de tensión para hacer que las cargas funcionen bien. Cuando no operan adecuadamente, las cargas presentan alguna anormalidad: los motores pueden disparar.

Un módulo de accionamiento posee por los menos tres conexiones: Con la fuente Con las placas de control Con las cargas y con el sistema de sensores, si existiese.

Las tensiones de alimentación, así como la continuidad de las conexiones de un módulo de accionamiento, pueden ser verificadas fácilmente.

Motores eléctricosLas máquinas eléctricas responsables por el movimiento son los motores

eléctricos. Reciben energía eléctrica y la convierten en energía mecánica que queda disponible en su eje.

Los motores eléctricos, en cuanto a la forma de la corriente, se clasifican en:

Motores CC Motores CA monofásicos. Motores CA trifásicos Motores universales para corriente continua y alternada.

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En cuanto al movimiento, los motores se clasifican en : Motores síncronos( velocidad proporcional a la frecuencia de la red) Motores asíncronos( velocidad variable de acuerdo a la carga movimentada) Motores de paso ( de corriente continua, que gira un paso a cada cambio

correcto de las corrientes en sus arrollamientos estatóricos). Servo-motores( con sensores acoplados al eje).

En general, todo motor eléctrico posee un rotor ( elemento giratorio) y un estator (elemento estático). La corriente eléctrica aplicada a los arrollamientos del estator fluyen también en los arrollamientos del rotor, excepto en los motores de paso cuyos estatores no poseen arrollamientos.

Antes de cualquier acción de mantenimiento en un motor, se debe verificar el tipo de corriente que lo alimenta y como es su movimiento.

Podemos verificar las conexiones entre módulos de accionamiento y medir las tensiones de alimentación. La verificación del movimiento del motor, si es posible, debe ser realizada con carga y sin carga.

Sensores

Los sistemas electrónicos controlados poseen elementos sensores. Los principales son:

De contacto De proximidad De carga De temperatura Fotosensores Encoders (codificadores) Decoders (decodificadores)

Encoders y Decoders son usados en servo motores.

El mal funcionamiento de un sensor lleva a fallas de accionamiento. Piense en un sistema con sensor de contacto para indicar el fin de curso de un pistón hidráulico. Si el sensor está con defecto, simplemente el curso del pistón no será detectado, y una secuencia programada puede ser interrumpida.

Imagine un encoder que auxilia en el control de velocidad de un servo motor, si el encoder no provee las señales electrónicas proporcionales a la velocidad del motor, este puede disparar, parar o trabajar descontroladamente.

En mantenimiento, las conexiones eléctricas entre sensores y los demás dispositivos pueden ser verificadas. Ensayos de simulación con sensores pueden ser ejecutados. Por ejemplo, consideremos un fotosensor que capta el paso de piezas por una cinta transportadora. Podemos efectuar una simulación, introduciendo un objeto en la cinta y verificar la respuesta eléctrica midiendo la tensión en los terminales del fotosensor. Esto es posible de realizar porque todo sensor electrónico provee una variación de tensión a partir de un estímulo externo.

Señalización

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Son módulos que proveen señales útiles a los operadores de los equipamientos o también para quien va a realizar el mantenimiento

Las señales normalmente son luminosas y sonoras.Diversos equipamientos electrónicos poseen programas internos de autodiagnóstico. Cuando una falla es detectada, el sistema informa, pudiendo también dar indicaciones de posibles causas.

Controladores Lógicos Programables (CLP) poseen leds que indican el estado de las salidas. Todo esto proporciona buenas pistas sobre que está pasando en el sistema.

Acciones preventivasLimpieza y contactos de buena calidad son esenciales en la prevención de

defectos de componentes electroelectrónicos.Los sistemas deben estar lo mas posible libre de polvos, humos y otros elementos

poluyentes.Los terminales metálicos de los cables, cabos o conectores entre los módulos,

deben estar libres de oxidación.Cables, cabos, chicotes que de cualquier manera se movimentan en la máquina o

en el sistema, deben ser revisados periódicamente, pues la continuidad de la operación puede ser interrumpida por causa de fatiga que el material conductor sufre con el tiempo.

En casos en que el problema sea crítico, las soldaduras de los componentes también deben ser revisadas.

Del campo para la bancadaHasta aquí hemos visto algunas cosas que pueden ser realizadas en la fábrica y al

pié de la máquina, en términos de mantenimiento electroelectrónico.Cuando se constata defecto en un módulo, lo mejor que se puede hacer es sustituir

por otro en buen estado. El módulo defectuoso debe ser llevado a un laboratorio, con los equipamiento necesarios para su reparación.

Los módulos electrónicos son reparados de dos maneras. Primero, se puede medir las resistencias eléctricas de los componentes bajo sospecha, comparar con los valores de un módulo en buen estado y sustituir los defectuosos. Todo esto con el módulo desligado.

El segundo camino consiste en conectar la alimentación y con los esquemas eléctricos del módulo- requiere un conocimiento mas profundo de electrónica-,

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acompañar las tensiones eléctricas a lo largo de los circuitos hasta descubrir el o los componente defectuosos.

En el laboratorio, además de tener todos los intrumentos antes mencionados para las medidas eléctricas, son necesarios otros tales como:

Soldadores Desoldadores Pinza de punta Pinza de corte Pinzas para electrónica Aislantes Generadores de señales electrónicos Analizadores de señales Computadores.

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MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA TP Y TC. CONSIDERACIONES GENERALES.Principales verificaciones a ser realizadas

Ensayo de aislación en corriente continua (MEGGER DC). Ensayo de resistencia Óhmica de los arrollamientos del Transformador. Ensayo de relación de transformación del Transformador. Ensayo y verificación de las protecciones. Ensayo de polaridad en TC y TP.

Ensayo de aislación en corriente continua

Informaciones generales

Normas: ABNT-NB-108-2/1978.NBR 5380-1982Tolerancias: Los valores Obtenidos deben ser corregidos a una misma temperatura. La temperatura patrón recomendada por norma es de 75°C. El valor encontrado en ensayo debe ser multiplicado por el factor de corrección correspondiente, referente a la temperatura de ensayo.Los valores obtenidos en los ensayos de resistencia de aislamiento, deberá ser comparado con los de ensayos anterioresLa duración de ensayo debe ser de 10 minutos, siendo realizadas las lecturas en 30 segundos, 1 minuto y a cad minuto subsecuente hasta completar 10 minutos.La tensión de ensayo no deberá superar la clase de aislamiento del arrollamiento.

Instrumentos /materiales utilizados

Mega-ohmímetro (Megger), Tensión mínima=2,5 kV. Vcc.Termómetro DigitalTermohigrómetroCronómetroCalculadoraMaterial para limpieza.

Condiciones necesarias

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1. Observar normas de seguridad existentes en la empresa

2. Equipamiento a ensayar desligado y aislado3. Humedad relativa ambiente del aire menor que 70%4. El ensayo de resistencia de aislación solamente podrá ser ejecutado como mínimo

1(una) hora después del desligamiento del transformador5. Estar con la Autorización de trabajo debidamente habilitada.

Procedimientos

1. Desconectar todos los barramentos-cabos de las buchas, inclusive el terminal de la bucha del neutro.

2. Efectuar limpieza criteriosa en todas la buchas; utilizar paño seco o embebido en alcohol si es necesario.

3. Cortocircuitar todos los terminales de bucha de cada arrollamiento, separadamente.4. Cortocircuitar y aterrar los terminales de los arrollamientos de los TC´s.5. Ejecutar las conexiones de ensayo, conforme indicado en la Planilla de Inspección y

Control (PIC).6. Anotar valores en la Tabla de Datos, los valores de resistencia de aislamiento,

obtenidos en cada ensayo, para los tiempos: 30 segundos, 1 minuto,2 minutos, ……..,10 minutos.

7. Después de terminar cada ensayo, desconectar el Megger y aterrar los arrollamientos para descargarlos.

8. Anotar en la Tabla de Datos los valores de Temperatura del Equipamiento, Temperatura ambiente y humedad relativa del aire.

9. Calcular los valores de resistencia de aislación corregidos a 75°C o 20°C de las lecturas realizadas en 60 segundos y 10 minutos.

10. Restablecer las condiciones iniciales del equipamiento.

Resistencia óhmica de los arrollamientos del transformador

Informaciones generales

Con este ensayo se mide los valores de resistencia óhmica de los arrollamientos, que al compararlos con los valores obtenidos en los ensayos de rutina, en fábrica, puede detectar posibles averías en los arrollamientos. En caso de discordancia mayores que 2% en los valores resistivos, deberá ser pesquisada la existencia de posibles anormalidades primero en el circuito de ensayo y luego en el propio equipamiento bajo ensayo.

Método de ensayo

El criterio de selección del método es hecho de acuerdo con el orden de grandeza de la resistencia a ser medida, conforme la siguiente tabla:

47 Puente de Wheatstone

0,1% -1%>10.000Ohms

Puente Wheatstone

0,01%-1%5 Ohms< R<10

Puente kelvin0,1% - 1%<1%

Baja Resistencia< 5 Ohms

Método de medición

PrecisiónResist. A ser medida


Procedimientos

El presente procedimiento abarca los métodos de Puente y de caída de tensión.Debido a la simplicidad de ejecución y mayor precisión conseguida, el método del

puente es el más recomendado para ensayos de campo. El método de caída de tensión debe ser empleado solamente en el caso de no contar con un Puente de Kelvin, o si se trata de algún ensayo especial .

El método del Puente utiliza medición directa de la resistencia óhmica utilizando el Puente de Kelvin.

El método de la caída de tensión( o tensión y corriente) utiliza cualquier fuente de corriente continua (batería, generador, etc.) que tenga potencia suficiente y tensión estable.

Este método corresponde a la aplicación de un potencial de CC a los terminales de un arrollamiento. Son hechas lecturas con instrumentos apropiados, de la corriente que circula en el arrollamiento a ser medido y de la caída de tensión entre sus terminales. El valor de Resistencia óhmica del arrollamiento es obtenida por la aplicación de la ley de OHM.

Especificación del ensayo

1. Los ensayos de resistencia óhmica de los arrollamientos exigen un tiempo razonablemente largo para permitir que el arrollamiento bajo ensayo sea cargado totalmente.

2. Cuando se trata de arrollamientos con conmutador de Tap´s, los ensayos deberán ser efectuados en todas las derivaciones.

3. Cuando la conexión de los arrollamientos es en estrella con neutro accesible las mediciones deberán ser ejecutadas en cada fase, separadamente.

4. Cuando la conexión de los arrollamientos fueran estrella sin neutro accesible, o en delta las mediciones deberán ser ejecutadas sucesivamente entre cada par terminal, En este caso deberá ser calculada la resistencia equivalente.

Medición de temperatura

Para la ejecución de este ensayo es necesario que la temperatura del transformador se encuentre estabilizada en relación a la temperatura ambiente. La misma debe ser determinada del modo más preciso posible, a fin de que los resultados de los ensayos puedan ser corregidos a una base común para fines comparativos. Para corrección de temperatura, ver tabla de corrección adjunta.Los valores de temperatura a ser considerados podrán ser los obtenidos directamente de los indicadores de temperatura de aceite de los arrollamientos, instalados en el propio transformador. Deberá ser anotada, también la temperatura ambiente.Si el transformador no posee dispositivos de medición de temperatura, la misma podrá ser determinada de por uno de los dos siguiente métodos.En transformadores sin conservador: Remueva la tapa de inspección superior y coloque el bulbo del termómetro por debajo de la superficie del aceite( no mas de 7 cm). Utilizar en este caso termómetro de alcohol.

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En transformador con conservador: Mida la temperatura de dos muestras, una retirada de la parte superior y otra de la parte inferior. La temperatura a considerar es la media obtenida en las dos mediciones efectuadas.

Corrección de resistencia en función de la temperatura.

Los valores de resistencia óhmica encontrados deberán ser corregidos a la temperatura de referencia del fabricante, normalmente 75°C, aplicando la siguiente fórmula.Rs= RT(Ts+k)/T+KRs=Resistencia del arrollamiento corregida a la temperatura Ts.RT= Resistencia del arrollamiente obtenida en el ensayoTs=Temperatura de referencia, 75°CT= Temperatura del arrollamiento cuando la resistencia fue medidaK= Constante característica del material del arrollamiento.Cobre puro 100% K=234.5 y cobre a 97,3% K=242,0

En el Caso de arrollamientos conectados en estrella sin neutro accesible o en delta las mediciones por cualquiera de los dos métodos, deberán ser ejecutadas sucesivamente entre cada par terminal, y la resistencia equivalente será obtenida del siguiente modo.Estrella:R1=1/2(r12-r23+r31)R2=1/2(r23-r31+r12)R3=1/2(r31-r12+r23)Delta:R1=(2r12 x r31)/(r12-r23+r31)-(r12-r23+r31)/2R2=(2r23 x r12)/(r23-r31+r12)-(r23-r31+r12)/2R3=(2r31 x r23)/(r31-r12+r23)-(r31-r12+r23)/2

Instrumentos/materiales utilizados Puente de Kelvin Baterias de 12 o 24 V. Voltímetro CC, clase 0,1% Amperímetro CC, clase 0,1% Reostato Interruptor monopolar Termómetro con escala de 0° a 100°C

Condiciones necesarias

Deberán ser observados todos los procedimientos y recomendaciones de seguridad, conforme norma de la empresa.Durante el proceso de medición no se debe interrumpir el circuito de corriente del instrumento, esto es, la conexión entre el arrollamiento y la batería del puente, ya que la interrupción provoca al aparecimiento de una alta tensión en los extremos de la bobina del transformador, debido a la existencia de energía almacenada en el circuito magnético del equipo.

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Después del término de cada medición se deben cortocircuitar los terminales de las buchas antes de remover los cabos de medición. En caso que los arrollamientos no sea cortocircuitados, ocurre arco voltaico

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INTRODUCCIÓN Y PRINCIPIOS DE MANTENIMIENTO DE MOTORES ASÍNCRONOS.

Análisis de fallas en motores eléctricos.Laboratorio de motores asíncronos monofásicos y trifásicos.Diagnóstico en línea y fuera de línea de motores de induccción en bt y mt.Laboratorio de mantenimiento preventivo motores asíncronos.Ensayos del sistema aislante de máquinas eléctricas rotativas.Laboratorio de ensayos del sistema aislante en motores asíncronos.Fundamentos sobre técnicas diagnóstico de motores de inducción en funcionamiento.Laboratorio de diagnóstico de fallas - impedancia de secuencia inversa.Diagnóstico de máquinas eléctricas rotativas mediante análisis espectral de corrientesFilosofías de mantenimiento Cada equipo de la planta cuenta con características importantes a la hora de valorar su estrategia de mantenimiento óptima. Dicha estrategia estará orientada a obtener la mejor disponibilidad, calidad y seguridad operativa del proceso y deberá considerar los siguientes factores:

Criticidad en el Proceso Características Constructivas Condiciones OperativasEn función de estos factores se aplica una determinada estrategia de mantenimiento a cada máquina de la planta:

Filosofías de mantenimiento / Mantenimiento correctivo

El mantenimiento tradicional se limitaba al concepto del "Taller de Mantenimiento", concebido bajo la idea central de crear una gran capacidad humana que pudiese atender a cualquier imprevisto dentro de las plantas industriales. Es decir, como la aparición de la avería era absolutamente imprevisible, era necesario disponer de un equipo humano libre de obligaciones, salvo la propia de actuar en caso de una emergencia. Esta filosofía de "bombero" se conoce en la actualidad como mantenimiento correctivo o reparativo. Podemos definir el correctivo como el mantenimiento efectuado a una máquina o instalación cuando la avería ya se ha producido, para restablecerla a su estado operativo habitual de servicio. El mantenimiento correctivo puede ser o no planificado. El mantenimiento correctivo planificado comprende las intervenciones no planificadas (preventivas) que se efectúan en las paradas programadas. Por ejemplo, si en una instalación aparece una junta por la que fuga aceite y se mantiene en servicio hasta una parada programada en la que se interviene para sustituir dicha junta, este mantenimiento

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no es preventivo pues no estaba estipulado el efectuar dicha intervención a intervalos regulares de tiempo o eventos (horas de servicio). Además, es una intervención correctiva planificada por realizarse durante una parada programada sin afectar la disponibilidad de la instalación. s

Filosofías de mantenimiento / Mantenimiento preventivo o planificado

El análisis estadístico de la vida útil de los equipos y sus elementos mecánicos permitió realizar el mantenimiento de las máquinas basándose en la sustitución periódica de elementos independientemente del estado o condición de deterioro y desgaste de los mismos. Esta filosofía se conoce como mantenimiento a intervalos o mantenimiento preventivo. Su gran limitación es el grado de incertidumbre a la hora de definir el instante de la sustitución del elemento.

Podemos decir que el mantenimiento preventivo consiste en programar las intervenciones o cambios de algunos componentes o piezas según intervalos predeterminados de tiempo o según eventos regulares (horas de servicio, kilómetros recorridos, toneladas producidas). El objetivo de este tipo de mantenimiento es reducir la probabilidad de avería o pérdida de rendimiento de una máquina o instalación tratando de planificar unas intervenciones que se ajusten al máximo a la vida útil del elemento intervenido.

Filosofías de mantenimiento / Mantenimiento predictivo o basado en la condición

El mantenimiento predictivo es un conjunto de técnicas instrumentadas de medida y análisis de variables para caracterizar en términos de fallos potenciales la condición operativa de los equipos productivos. Su misión principal es articular un único sistema de gestión global de planta capaz de integrar operación y mantenimiento bajo la misma óptica y por otra parte optimizar la fiabilidad y disponibilidad de equipos al mínimo costo.Desde el punto de vista técnico, una actividad de mantenimiento será considerada como predictiva siempre que se den ciertos requisitos:

La medida sea no intrusiva, es decir, que se realice con el equipo en condición normal de operación (en marcha). El resultado de la medida pueda expresarse en unidades físicas, o también en índices adimensionales correlacionados. La variable medida ofrezca una buena repetibilidad. La variable predictiva pueda ser analizada y/o parametrizada para que represente algún modo típico de fallo del equipo, es decir, ofrezca alguna capacidad de diagnóstico. Desde el punto de vista organizativo, un sistema de gestión de mantenimiento será predictivo siempre que:

La medida de las variables se realice de forma periódica en modo rutina. El sistema permita la coordinación entre el servicio de verificación predictiva y la planificación del mantenimiento. La organización de mantenimiento (planificación, taller) y la de producción (operación) esté preparada para reaccionar ante la eventualidad de un diagnóstico crítico.

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Los últimos avances tecnológicos ya son utilizados en beneficio de las compañías industriales y están dando paso a una nueva filosofía que está imponiéndose con los sistemas de monitoreo en continuo para la adquisición de parámetros indicadores del estado de la maquinaria.

La aplicación de los sistemas de adquisición y proceso de datos en continuo representa una serie de ventajas frente a la tradicional recogida de datos manual. Las modernas redes informáticas tejidas por las plantas industriales pueden trasladar la información desde las máquinas, hasta donde se interpreta, reduciendo los costes de operación de los sistemas y aumentando su fiabilidad, al contarse con abundante información a un coste mínimo. Filosofías de mantenimiento / Mantenimiento proactivo o ingeniería de mantenimiento

Esta filosofía de mantenimiento persigue el conocimiento de la causa raíz de un problema para eliminar por completo la aparición de averías. Por ejemplo, un acoplamiento desalineado puede producir una vibración axial y una carga cíclica que cause una fatiga constante en los rodamientos de apoyo del motor. Si nos limitamos a detectar el fallo de los rodamientos y a sustituirlos en el momento que el deterioro sea notable, jamás llegaremos a evitar este tipo de intervención. Sin embargo, el análisis de la causa raíz del problema nos llevaría a diagnosticar no sólo un problema de deterioro en rodamientos, sino además un problema de desalineación. Realizando una alineación de precisión en el acoplamiento se conseguiría una mayor vida útil de los rodamientos del motor.

Las prácticas proactivas más frecuentes en mantenimiento industrial son el equilibrado dinámico de rotores y la alineación de precisión de acoplamientos. Otras prácticas menos habituales (por requerir una mayor especialización) son los análisis estructurales del tipo ODS (Operating Deflection Shape) o Análisis Modal Experimental, aplicados a la modificación de bancadas y elementos estructurales y al rediseño operativo del equipo.

En definitiva, el análisis de causa raíz en mantenimiento proactivo utiliza las mismas tecnologías que el predictivo, para establecer modificaciones tanto constructivas como operativas en los equipos de proceso.

Filosofías de mantenimiento / Otros enfoques del mantenimiento

Las herramientas o tecnologías de mantenimiento predictivo se aplican a dos niveles de intervención de planta. De un lado, para optimizar las gamas de preventivo en aquellos elementos con gran dispersión estadística al fallo. De otra parte, para la eliminación de la causa raíz en ingeniería de mantenimiento, sea por diseño constructivo, calidad de montaje o modo de operación.

Mantenimiento Basado en la Fiabilidad (RBM - Reliability Based Maintenance). Esta filosofía articula la planificación del mantenimiento (preventivo) y la eliminación de las causas de avería (proactivo) sobre la base del conocimiento del estado operativo de los equipos (predictivo). El objetivo central es alcanzar la máxima fiabilidad de toda la

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planta para garantizar la máxima disponibilidad. Este enfoque se está extendiendo a nivel mundial en plantas de proceso continuo con un gran costo energético por unidad producida (papel y celulosa, química y petroquímica, cemento, sector energético, etc.). Mantenimiento Productivo Total (TPM - Total Productive Maintenance). Esta filosofía es equivalente a la anterior pero incorpora la idea de automantenimiento de las unidades hombre-máquina de producción. Lógicamente, el automantenimiento realizado por el personal de producción se limita las intervenciones de primer nivel que no requieren conocimientos exhaustivos (limpieza, engrase, sustituciones, reglajes, etc.).El mantenimiento predictivo es la herramienta que articula y equilibra las actividades de planificación e ingeniería de mantenimiento. Por técnica preditiva

Sin datos objetivos no podemos conocer el estado de las máquinas, un valor de temperatura, un nivel de vibración son parámetros a partir de los cuales podremos supervisar el estado de las máquinas de una planta industrial.

El mantenimiento predictivo, modulador de las acciones correctivas y preventivas, necesita nutrirse de información procedente de los sistemas de monitorización de las plantas.

En los últimos años se han producido importantes avances en este campo que ya se aplican con éxito en las industrias más productivas. En los siguientes apartados se exponen las claves para la aplicación con éxito de las técnicas avanzadas de monitorización de máquinas.

La compañía Preditec centra su trabajo exclusivamente en la ingeniería de mantenimiento predictivo, por lo tanto, cuenta con las tecnologías más avanzadas aplicadas a la detección y diagnóstico de fallos en maquinaria rotativa.

Las técnicas predictivas más relevantes son: Análisis de VibracionesAnálisis de LubricantesAnálisis de Motores Eléctricos de InducciónTermografíaAnálisis de Máquinas AlternativasDetección UltrasónicaDescargas parciales en máquinas eléctricasParámetros de supervisión de grandes máquinas eléctricasAilamiento en Hexafluoruro

Por técnica predictiva / Análisis de Vibraciones El análisis de vibraciones se aplica con eficacia desde hace más de 30 años al control y diagnóstico de fallos mecánicos en máquinas rotativas. Inicialmente, se emplearon equipos analógicos para la medida de la vibración en banda ancha, lo que hacía imposible el diagnóstico fiable de fallos en rodamientos y engranajes. Más tarde, se incorporaron filtros sintonizables a la electrónica analógica, lo que incrementó enormemente la capacidad de diagnóstico, pero sin poder tratar la información de forma masiva. Desde 1984, se comenzaron a emplear equipos digitales con FFT en tiempo real

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y capacidad de almacenamiento (analizadores-colectores) y tratamiento en software para PC.

Hoy día nadie pone en duda la capacidad del análisis de vibraciones en máquinas rotativas, que incluso permite el diagnóstico de algunos problemas en máquinas

eléctricas. La información que puede procurar el análisis de vibraciones de forma exhaustiva en forma de parámetros de supervisión y gráficos de diagnóstico incluye:

Parámetros de Supervisión:

Medida de vibración global o total en banda ancha. Medida de vibración en banda estrecha de frecuencia. Medida de parámetros vibratorios específicos para detección de fallos en rodamientos y engranajes (demodulación, PeakVue,...). Parámetros de la Forma de Onda : Simetría (Kurtosis) y Cresta (Skewness). Fase vibratoria en armónicos : 1x, 2x, 3x, ... RPM. Medida de vibración síncrona en picos : 1x, 2x, 3x, ... RPM. Medida de vibración sub-síncrona. Medida de vibración no-síncrona.Gráficos de Diagnóstico:

Forma de Onda. Espectro de Frecuencia. Diagramas Pico-Fase : Bodé, Nyquist, Polar,... Órbitas X-Y de canales cruzados a 90º.Sistemas de adquisición de datos de vibración: Visitar la sección de Instrumentación. Por técnica predictiva / Análisis de Lubricantes La técnica del análisis de aceites viene aplicándose desde la Segunda Guerra Mundial al mantenimiento predictivo de las flotas de barcos y aviones de combate. En la actualidad, el análisis de aceites se viene realizando por parte de los suministradores de aceites (Cepsa, Repsol, Mobil, Krafft, etc.) o por otros laboratorios especializados (Asinel, Labein, etc.), pero raras veces se compromete al laboratorio de la propia planta para hacer análisis con fines predictivos. Las técnicas de análisis son muy diversas y su utilización depende de la aplicación del aceite. A continuación se detallan las más habituales :

Espectroscopia de Emisión. Espectroscopia de Absorción FTIR. Ferrografía. Recuento de partículas. Viscosidad. Contenido en agua. Grado de Acidez TAN. Por técnica predictiva / Análisis de Motores Eléctricos de Inducción

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Los análisis de vibraciones pueden complementarse con análisis de corriente de alimentación y flujo magnético de dispersión cuando se trata de diagnosticar motores eléctricos de inducción.

Estas técnicas aplicables a motores de inducción son relativamente recientes:

Corriente de Alimentación. El espectro de corriente eléctrica se ha venido aplicando desde hace 15 años en el diagnóstico de problemas de barras rotas en motores de inducción de jaula de ardilla. La técnica es fiable en altos regímenes de carga, pero el tipo de avería no es frecuente en general.

Flujo de Dispersión. El espectro de flujo magnético es una técnica prometedora que ha despertado gran interés desde su aparición, hacia mediados de los 90. Mediante esta técnica se puede llevar un control de la evolución de fallos de aislamiento, cortocircuitos de espiras, y otros problemas relacionados con estator y rotor. Por técnica predictiva / Termografía La termografía por infrarrojos se ha ido extendiendo durante más de 20 años desde el campo de aplicación médico y militar a otras aplicaciones de mantenimiento industrial, especialmente en equipo y aparellaje eléctrico en alta y baja tensión (líneas, subestaciones, centros de control, etc.). La medida de temperatura sin contacto es una técnica fundamental en mantenimiento eléctrico que ha experimentado grandes cambios en los equipos e instrumentación disponibles, y que está aún en continua evolución. Se caracteriza por su espectacularidad, facilidad de manejo y capacidad de detección de puntos calientes. Por técnica predictiva / Análisis de Máquinas Alternativas En compresores de pistón y motores de explosión el análisis de vibraciones mediante FFT no es una técnica eficaz, ya que el espectro de vibración está muy nutrido de picos y resulta imposible discernir los distintos problemas mecánicos allí presentes.

El análisis de las trazas de presión de cilindro es la técnica fundamental en el diagnóstico predictivo de este tipo de máquinas. La presión de cilindro se puede representar en forma de curva cerrada respecto del volumen barrido por el pistón (P-V) o de curva abierta respecto del ángulo de cigüeñal (P-a).

La curva P-V sirve para calcular potencia (IHP) y hacer un análisis de eficiencia (performance) de máquina, como técnica de evaluación de condición operativa por comparación con los parámetros nominales o de diseño.

La curva abierta P-a se utiliza para el análisis multicanal de las formas de onda , por superposición de variables típicas de condición mecánica (vibración y ultrasonidos) sobre la traza de presión de cilindro.

Los gráficos de diagnóstico típicos para máquinas alternativas son:

Gráfico de Presión versus volumen de cilindro (P-V).

Gráfico de Presión versus ángulo de cigüeñal (P-a).

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Gráfico superpuesto de vibraciones BF (0-200 Hz) sobre la traza (P-a).

Gráfico superpuesto de vibraciones AF (1-20 kHz) sobre la traza (P-a).

Gráfico superpuesto de ultrasonidos (40-60 kHz) sobre la traza (P-a).

Monitor de cinemática angular de RPM (análisis de vibraciones torsionales).

Gráfico FFT de presión (análisis de pulsación).

Gráfico de Ignición Secundaria y Primaria (en M.E.P.). Por técnica predictiva / Detección Ultrasónica Existen numerosos fenómenos que van acompañados de emisión acústica por encima de las frecuencias del rango audible. Las características de estos fenómenos ultrasónicos hacen posible la utilización de detectores de ultrasonidos en infinidad de aplicaciones industriales dentro del mantenimiento:

Detección de grietas y medición de espesores por impulso eco.

Detección de fugas de fluidos en conducciones, válvulas, etc.

Verificación de purgadores de vapor.

Inspección de rodamientos.

Control de descargas eléctricas en corona, tracking y arco. Por técnica predictiva / Descargas parciales en máquinas eléctricas La técnica de descargas parciales es conocida desde hace más de 30 años y va a camino de convertirse poco a poco en la más aplicada a los sistemas de aislamiento en media tensión, por tratarse de la única técnica que permite evaluar el aislamiento de una máquina rotativa en operación. Los equipos de medida, inicialmente analógicos, han sufrido también una revolución para hacerse compatibles con todas las aplicaciones de equipos eléctricos (motores y alternadores, cables, interruptores, ...), ofreciendo la siguiente información:

Parámetros de supervisión:- Descarga aparente (pC)

- Corriente de Fuga (nA)

Gráficos de Diagnóstico:- PDA (Distribución de pulsos por amplitud)

- PRPD (Distribución de pulsos por amplitud y fase, o "fingerprint")

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Por técnica predictiva / Parámetros de supervisión de grandes máquinas eléctricas Las técnicas predictivas aplicables a grandes máquinas eléctricas es uno de los capítulos donde los investigadores están poniendo más interés para desarrollar tecnologías predictivas fáciles de aplicar y con capacidades de diagnóstico más fiables:

Entrehierro. El control del entrehierro en operación es una técnica de medida que emplea sensores capacitivos inmunes a la inducción de corrientes de Foucault. Esta tecnología existe desde hace unos 10 años, y existen más de 400 instalaciones "on-line" en alternadores hidráulicos y turbos de gran calado. Recientemente, ABB está empleando esta técnica como parte de un sistema de control de potencia en motores de molinos de cemento de nuevo diseño.Flujo de Entrehierro. Es un sistema de medida inductivo para determinar problemas de excentricidad en turboalternadores y cortocircuitos de espiras en máquinas de polos salientes.

Vibraciones en barras de estator (SBV). Basada en sensores capacitivos, esta técnica monitoriza la vibración de barras en el interior de la ranura del hierro de alternadores para prevenir el desacuñamiento por fatiga.Vibraciones en cabeza de bobina (EWV). Esta técnica emplea acelerómetros de fibra óptica para el control predictivo de las vibraciones en cabezas de bobina, para la prevención de la disgregación del aislamiento por fatiga y la consiguiente descarga eléctrica. Por técnica predictiva / Ailamiento en Hexafluoruro El tratamiento y manipulación del SF6 se recoge en la recomendación CEI-1634, atendiendo a la prevención de asfixia del personal, la degradación del gas en ácido fluorhídrico (y sulfuro de tionilo) y la prevención de contaminación por aire (y vapor de agua). Todas las técnicas de análisis de SF6 son muy recientes, a pesar de que este gas viene aplicándose como aislamiento de equipos eléctricos de alta tensión desde hace mucho tiempo.

Medida de Degradación. Basada en medida de la concentración de HF (PPM ácido fluorhídrico) en una célula electroquímica de difusión.

Medida de Contaminación. Basada en medida de la pureza de oxígeno (PPM) o en el punto de rocío (ºC) a una determinada presión.

Detección de Fugas. Basada en la medida con sensores de efecto corona (PPM). Instrumentación Recolección intermitente con colectores portátiles

Los equipos portátiles de medida de vibración aplicados al mantenimiento de maquinaria, están construidos con calidad industrial para ser usados en campo. La mayoría disponen de memoria en la cual almacenan los datos tomados en rutas de medición para descargarlos posteriormente a un PC donde se analizan tendencias para ver la evolución a lo largo del tiempo y los espectros, principalmente para diagnosticar los problemas y pronosticar futuros fallos.

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Recolección automática con sistemas de adquisición en continuo

Los sistemas de medida en continuo permiten, desde avisar o parar la máquina una vez alcanzado un determinado nivel de vibración, hasta recoger y almacenar todos los datos necesarios para realizar diagnósticos y realizar un mantenimiento predictivo. Podemos clasificar los sistemas de monitorización en continuo por su función de la siguiente manera:

Protección. Son dispositivos que actúan por nivel de vibración para parar la máquina antes de llegar a niveles peligrosos. Supervisión. La supervisión del estado de la maquinaria se realiza mediante las medidas de vibración y su seguimiento mediante el estudio de tendencias. Los monitores de vibración suelen estar provistos de una salida 4-20 mA para comunicar los niveles de vibración al sistema de control (DCS). Diagnóstico predictivo. Los sistemas on-line preparados para el mantenimiento predictivo recogen y almacenan datos de vibración y otros parámetros tanto en valor global, como espectros, forma de onda, fase, demodulación, etc. Diagnóstico transitorio. Las turbomáquinas necesitan sistemas de adquisición de datos multicanales y con una elevada velocidad de adquisición. Esto permite tomar medidas simultáneas y así determinar las vibraciones transitorias que se producen en arranques paradas o cuando surge algún problema. Además, estos sistemas disponen de potentes herramientas gráficas de diagnóstico.Instrumentación de máquina (sensores y accesorios).

Los ingenieros de Preditec cuentan con amplia experiencia en la selección de sensores de vibración y otros parámetros indicadores del estado de la maquinaria.

Sensores de desplazamiento. Sensores de velocidad de vibración. Sensores acelerómetros. Transmisores de vibración (salida directa 4-20 mA). Tacómetros. Otros sensores.

Por sector industrial Cada sector industiral tiene sus particularidades en cuanto a las características de su maquinaria crítica de manera que podemos realizar una división de técnicas y tecnologías de mantenimiento predictivo por sector industrial.

Tradicionalmente los sectores donde se ha aplicado y desarrollado el mantenimiento predictivo de maquinaria con mayor índice de implantación han sido: Generación eléctricaPetroquímicoCementoPapel

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Laminación de metalesOtras industrias Por sector industrial / Generación eléctrica

Las centrales eléctricas se caracterizan por poseer grandes turbinas, ya sean de vapor, de gas o hidráulicas. Este tipo de maquinaria es muy vulnerable ante las averías, de manera que un problema mecánico severo puede ocasionar la autodestrucción de la máquina. Por ello, éste es quizás el sector industrial donde primero se utilizaron los sistemas de protección de maquinaria por vibraciones.

En los últimos tiempos la industria de generación eléctrica se enfrenta a nuevos retos, como son la desregulación y la nenovación del parque de potencia. Medidas potencia/eficiencia

El arranque de un grupo turbo-alternador (turbina de gas o vapor) es una operación transitoria que implica riesgo, pero que al mismo tiempo proporciona información sobre condición operativa mucho más significativa que la que es posible obtener en régimen estacionario.

Las características estructurales propias de los rotores de eje flexible y los condicionantes propios de operación del grupo en cuanto a temperatura, expansión diferencial, compensación de comba o excentricidad, desequilibrio residual, conexión a red, subida de carga, etc., suponen una seria amenaza para la dinámica de las turbomáquinas si no se dispone de capacidad para monitorizar las variables críticas durante la puesta en marcha del grupo.

El control de rodaje de turbo-alternadores permite visualizar en tiempo real los vectores de vibración durante la rampa de lanzamiento (run-up) del rotor o el disparo (coast-down), conociendo de forma cuantitativa y cualitativa su comportamiento dinámico para predecir si podrá superar los críticos sin incurrir en riesgos de dañar cojinetes, cierres de vapor y otros componentes.

El registro transitorio de las señales vibratorias permite caracterizar la dinámica del rotor en distintas condiciones de RPM (frecuencias críticas) y carga de operación (variaciones de niveles), y establecer la línea de base como referencia de la condición mecánica y metalúrgica en términos de histéresis en los pasos por frecuencias críticas, análisis espectral, análisis orbital, sustentación hidrodinámica, etc. Inspección ultrasónica

En aquellas plantas industriales que carecen de personal técnico formado con capacidad para diagnóstico vibratorio, Preditec puede ofrecer el servicio de sus expertos en modalidad de asistencia remota. El servicio de Telediagnóstico permite a los especialistas de Preditec un análisis dinámico de los equipos rotativos de la planta sin necesidad de incurrir en elevados costos de desplazamiento, utilizando como soporte las nuevas tecnologías de informática y comunicaciones.

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Las lecturas de vibración pueden ser tomadas tanto por medio de sistemas automáticos “on-line” como con equipos portátiles “off-line” por parte del personal propio de la planta con un mínimo entrenamiento. En el primer caso, Preditec accede a la información remota mediante llamada telefónica (RTC, RDSI) o conexión IP (Internet ADSL). En el caso de que los datos sean recogidos mediante equipos portátiles, los archivos de base de datos se envían por Internet (Servicio FTP). El servicio de Tele-diagnóstico reporta una serie de ventajas a tener en cuenta a la hora de implantar un programa predictivo:

El analista experto siempre está a su disposición y sus conocimientos puestos al día.

No se requiere de cualificación específica por parte del personal de planta. Los informes del especialista permiten al personal de planta familiarizarse con las tecnologías. En proyectos “on-line” pueden plantearse soluciones “renting” evitando asumir la inversión inicial. En instalaciones permanentes de protección y supervisión, pueden complementarse con una asistencia remota de diagnóstico. La información del programa predictivo remoto puede integrarse en el sistema de información de planta Análisis estructural

Las medidas de potencia son una prueba esencial para determinar la condición funcional de adaptación de una máquina a proceso, y también para evaluar la condición mecánica con propósitos de mantenimiento (degradación metalúrgica, fugas, etc.), y su aplicación resulta de gran interés en turbinas de gas, turbinas de vapor, turbocompresores, expanders, motores de explosión diesel y gas, etc., donde una información fiable de medida potencia mecánica BHP (“Break HP”) en contraste con la calculada termodinámica IHP (“Indicated HP”) permita abordar una optimización en la gestión de producción de potencia y mantenimiento de la unidad.

En motores de explosión, la potencia indicada IHP se calcula por integración de la curva de presión P-V que se obtiene de instrumentar en modo portátil la presión de cada cilindro a través de la válvula KIENE ½”-NPT, obteniendo precisiones del orden del 1% de la lectura.

En turbomáquinas, el cálculo termodinámico de IHP requiere de instrumentación permanente (sondas PT100, sondas de presión y de caudal), amén de tablas de estado de gases, cuya composición es a menudo inexacta. Se requieren del orden de 10 variables por máquina, que suponen una incertidumbre de cálculo de IHP del orden del 7%, con un gran impacto en el beneficio de explotación para negocios típicos de gran volumen y bajo margen.

La medida de potencia mecánica de eje BHP para cualquier máquina rotativa o alternativa se basa en torquímetros de tecnología extensométrica en programas de ensayos eventuales y tecnología “Phase-Shift” en aplicaciones “on-line”. Las incertidumbres de cálculo y medida de BHP son típicamente inferiores al 1%, valor más que razonable para una gestión eficiente de potencia.

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Análisis de motores AC

La termografía por infrarrojos es una técnica de inspección de probada eficacia en el mantenimiento de equipos eléctricos y de proceso térmico. La visualización de imágenes térmicas denominadas “termogramas” en alta resolución junto con la capacidad de medida radiométrica de temperatura superficial sin contacto hacen de esta técnica la herramienta más potente para localización y evaluación de defectos de “puntos calientes” en mantenimiento eléctrico y equipos de proceso térmico.

La tecnología utilizada en el servicio de inspección cuenta con las cámaras más avanzada en prestaciones, incluyendo detector microbolómetro FPA de alta resolución, registro de imágenes dual (visual y térmica) en memoria FlashRAM, y registro de voz para comentarios de inspección reproducible en un ordenador multimedia.

La ligereza de la cámara y la ergonomía de los accesorios (baterías y auriculares) junto con la capacidad de imagen dual, multiplican el rendimiento del operador en trabajos de inspección rutinaria y en estudios específicos donde las pérdidas de calor o frío representan una anomalía de condición en el equipo o en la calidad del proceso:

Líneas de AT y Subestaciones: trafos, cubas, pipas, radiadores, seccionadores, embarrados, zunchos, etc. Cuadros de BT: blindos, barras, cableados, borneros, fusibles, contactores, etc. Aislamiento: Refractarios de hornos, calorifugados de conducciones, depósitos, recintos, edificios y naves industriales, etc. Equipos de Proceso de calor y frío industrial: Intercambiadores, Depósitos, Conducciones, Válvulas, Calderas, Rodillos, Trommel, etc. Componentes: Electrónica, Electricidad, Automoción, Vidrio, Cerámica, etc.

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MANTENIMIENTO DE MOTORES Y GRUPOS ELECTRÓGENOS (GENERADORES)Mantenimiento de motores y generadores con sus auxiliares, consideraciones generales.INTRODUCCIÓN:El Motor es un equipo electromecánico que convierte energía eléctrica en energía mecánica. Los motores juegan un rol vital manteniendo en servicio los varios procesos de una planta, por lo tanto se vuelve imperiosa la necesidad de mantener la confiabilidad y disponibilidad de estos equipos en sus niveles mas altos.Las informaciones más significantes con respecto a fallas en motores se encuentran en los dos siguientes Surveys:i. 1983-85 IEEE survey of the reliability of motors larger then 200 hp in industrial and commercial installations.ii. The 1983-85 survey sponsored by the Electric Power Research Institute (EPRI) of motors 100 hp and larger in electric utility power plants..El Resultado de los surveys arriba mencionados es:

FALLA IEEE EPRI1. Cojinetes 44% 41%2. Estator 26% 36%3. Rotor 8% 9%4. Otros 22% 14%

En un sentido amplio las fallas de motores pueden ser clasificados como sigue: Fallas mecánicas Fallas Eléctricas

A veces es difícil separar las fallas eléctricas de las mecánicas.Las siguientes condiciones de naturaleza mecánica son generalmente atribuidas a las fallas de los motores.

Desalineamiento

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Desbalanceo mecánico Soft Foot (Cuando los cuatro puntos de la base del motor no apoyan suavemente

sobre el marco de montaje) Fatiga de los rolamientos Sobrecalentamiento Lubrificación inapropiada Pérdida de enfriamiento

Los problemas eléctricos que contribuyen a la falla de motores son:

Baja calidad de la fuente de alimentación Resistencia/Impedancia desbalanceada Falla en la Aislación Excesiva carga/corriente.

MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

Teoría Básica del Motor DC.

Los motores de CC operan bajo un principio básico de la electricidad: Interacción entre dos campos magnéticos posicionados en un ángulo uno del otro cuya atracción/ repulsión resultará en movimiento. En el caso de los motores de CC, la energía es proveída a un campo estatórico y una armadura creando campos magnéticos que están eléctricamente, 90 ° uno del otro. El resultado de la atracción/repulsión de la armadura con el campo, genera un torque y la armadura gira.A diferencia de los motores AC, los motores DC necesitan ser proveídos con dos fuentes de potencia separadas para el campo y la armadura. La Corriente Continua proveída al campo del estator genera un campo constante Norte y Sur. La corriente continua proveída a la armadura genera un campo norte sur que está desfasado 90° eléctricos del campo estacionario. Como la armadura genera un torque y mueve el apropiado polo norte o sur, las escobillas cambian de posición en el conmutador, energizando otro conjunto de espiras a 90° eléctricos del campo estacionario. Esto hace de la Armadura un componente de Corriente Alternada desde que la corriente circula en un sentido, basado en la posición de la escobilla, luego en el otro sentido a medida que el motor gira. Las escobillas son colocadas en una posición eléctricamente neutra( de manera a no inducir corriente desde el estator) para reducir arcos eléctricos. En la mayoría de las conexiones de motores de CC, Variando la tensión de la armadura se consigue controlar la velocidad de rotación. Una falla peligrosa inherente a los motores de CC es que si se pierde la corriente de campo mientras la corriente de armadura se sigue manteniendo, el motor disparará y la velocidad se aumentará fuera de control hasta la auto-destrucción de la armadura.

Los tres tipos básicos de motores de CC

Serie: Normalmente se encuentran en aplicaciones que necesitan alto torque de partida. Consiste en una serie de arrollamientos de campo de conductor de mucha sección y pocas vueltas, que son conectados en serie con la armadura. conexión serie de motores son utilizados normalmente en motores de tracción.

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Shunt: Normalmente encontrados en aplicaciones que requieren de velocidad constante. Consiste de una serie de arrollamientos de conductor de menor sección y muchas vueltas. Motores conexión shunt son utilizados normalmente en máquinas herramientas.Compound: Combina los beneficios de ambas conexiones, serie y shunt. Provee relativo alto torque y controlabilidad de velocidad. La conexión combina conexión serie y conexión shunt. Los motores compound son los más comunes y los más utilizados en la industria.

Fallas comunes en motores de CC.

Hay un numero de fallas comunes en motores de CC de los cuales uno de los más comunes es la contaminación de los arrollamientos por polvo de carbón o grafito proveniente de las escobillas. El fino polvo impregna los arrollamientos de estator y rotor y creará un paso entre conductores de los arrollamientos o conductores y tierra. Cuando la limpieza no es debidamente realizado durante el mantenimiento, este polvo de carbón puede quedar atrapado entre las ranuras y agravar aún más el problema.Otra falla común, que a menudo no es considerada, es el enfriamiento de la maquina de CC. Esto puede ocurrir cuando las ranuras de pasaje de aire frío están bloqueadas, la armadura se torna lenta con la consecuente disminución de enfriamiento, o bien filtros sucios (esta es la causa más común). La temperatura es la mas grande enemiga de los equipos eléctricos, particularmente el sistema de aislamiento, cuya vida útil será reducida por la mitad a cada 10 grados centígrados de aumento de temperatura. Así como el debilitamiento de la aislación, su confiabilidad también decrece hasta el punto que puede ocurrir falla entre espiras. En adición a la degradación del sistema de aislamiento, las escobillas también se deterioran más rápidamente, causando el deterioro en el conmutador y adicionalmente la contaminación con polvo de carbón.Otra falla que es relacionado con calor es generado por la practica de tener energizado el campo con la armadura desenergizada. Este es un modo de operación que requiere de sopladores separados para proveer enfriamiento adicional al motor y que normalmente poseen filtros que deben mantenerse siempre bien limpios.El conmutador también es una fuente de probables fallas, así como un indicador de la condición y operación del motor. Una operación apropiado del motor de CC tendrá un fino vidriado de carbón en el conmutador con las barras luciendo bien uniformes. Barras del conmutador quemadas, vidriado manchado, carbón pesado, o conmutador sobrecalentado indican potenciales problemas que deben ser atendidos.

Test de Armadura

Los ensayos de armadura son los que consumen mas tiempo pero de más fácil ejecución. Existen tres métodos básicos: En marcha; Montado; y, Desmontado. En el caso de En marcha, todas las mediciones son usadas, sin embargo en el caso del método de Montado (Ensamblado) y Desmontado ( Desensamblado) deberá ser utilizada el ensayo de medida de impedancia de barra a barra. La medida de la impedancia debe ser considerada porque la armadura es un componente AC y por lo tanto la medida de la simple resistencia ohmica puede hacer perder de vista algunas fallas, incluyendo cortos y aterramientos.Cuando se va a ensayar la armadura de un motor de CC ensamblado, el mejor método es realizar lo que se conoce comúnmente como ensayo de barra a barra usando las escobillas del motor. en el caso de los motores de CC que poseen dos escobillas, ninguna de las escobillas es necesario retirarlas, en el caso de motores que posean

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cuatro o más escobillas, deben ser retiradas todas menos un par para realizar el ensayo, Asegúrese que las escobillas hagan buen contacto con las barras del conmutador y que las barras del conmutador estén bien limpias. Si no están limpias asegúrese de limpiarlas antes del ensayo. Si nota que el conmutador está muy mal gastado, será necesario desmontarlo para su rectificación entonces el ensayo de barra a barra será realizado por el otro método (Desmontado).Prosiguiendo con el ensayo, marcar la posición del primer par de barras que será ensayado, luego colocar en posición justo debajo de la escobilla. (En el ensayo de motor montado probablemente estará cubriendo una y media barras con la escobilla). Realiza el ensayo de impedancia, anótelo y mueva la armadura para otro par de barras a ensayar, tome la lectura de la impedancia y continúe así hasta que cada par de barras haya sido ensayada.Motor Desmontado: el ensayo de barra a barra en este caso es similar al método utilizado con el motor Montado, ya que la armadura está fuera de la carcasa y el testador

tiene acceso al conmutador. En este caso el testador utilizara un montaje de ensayo para conectarse de barra a barra del conmutador. El valor entre cada lectura de impedancia deberá ser constante y cerca de 90 a 180 grados uno del otro. La primera barra deberá ser marcada y continuar el ensayo hasta que una pierna del testador hay recorrido 360° alrededor del conmutador.

Ensayos en motores Serie

Detectar probables averías en Motores eléctricos serie es siempre un desafío ya que no nos provee de información para un punto de comparación. lo que se puede realizar es obtener medidas que puedan ser comparadas con otras medidas a ser realizadas con el tiempo o compararlas con otras máquinas similares.Cuando se realiza un muestreo de lecturas en el tiempo, las resistencias medidas deben ser corregidas a la temperatura patrón. Impedancias e Inductancias normalmente sufren variaciones limitadas debido a la temperatura mientras que el ángulo de fase y el valor de I/F permanecen constantes con la temperatura. Variaciones de I/F y del ángulo de fase nos indicarán arrollamientos en corto, mientras que cambios en la impedancia e inductancia normalmente indican suciedad acumulada.

Ensayos en motores Shunt

Motores shunt de voltaje dual provee la capacidad de comparar dos juegos de medidas mientras que los de voltaje único tienen el mismo procedimiento de test de los motores serie.Cuando se realiza un muestreo de lecturas en el tiempo, las resistencias medidas deben ser corregidas a la temperatura patrón. Impedancias e Inductancias normalmente sufren variaciones limitadas debido a la temperatura mientras que el ángulo de fase y el valor de I/F permanecen constantes con la temperatura. Variaciones de I/F y del ángulo de fase nos indicarán arrollamientos en corto, mientras que cambios en la impedancia e inductancia normalmente indican suciedad acumulada. Comparando ambos juegos de medidas obtenidas para cada voltaje las diferencias deben ser menores al 3% en resistencia, inductancia e impedancia y no más de 1 punto de diferencia en I/F o ángulo de fase.

Ensayos en motores Compound

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Los ensayos son mas simples en motores Compound.

Periodicidad del MantenimientoSi se realiza ensayos como parte de un programa de mantenimiento predictivo, Los intervalos deben ser por lo menos los siguientes mostrados en la tabla 1.

Tabla 1: Frecuencia de Ensayo en Motores de CC

Tipo No- Crítico General CríticoMantenimiento general 1 año 6-9 meses 3-6 meses

Mantenimiento Predictivo 6 meses 3 meses 1 mesEnsayo de Armadura 1 año 6 meses 3 meses

Mantenimiento General son aquellos en los cuales no son monitoreados en el tiempo. Usualmente van acompañados por lubricación, inspección del conmutador y de las escobillas. Mantenimientos Predictivos normalmente envuelve monitoreo de lecturas en el tiempo con miras a detectar fallas potenciales para luego determinar el mejor momento para remover el motor de servicio para el mantenimiento correctivo. Una vez que la falla en potencial es detectada, la frecuencia de los ensayos deben ser aumentados hasta la determinación de la necesidad de remover el motor par su mantenimiento. Un ensayo completo de armadura deberá ser realizado en conjunto con el mantenimiento General o el Predictivo.

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MANTENIMIENTO DE BATERIAS – ACUMULADORES QUE ES UNA BATERIA ELECTRICA O ACUMULADOR

Una batería es un dispositivo electroquímico, que permite almacenar energía en forma química. Una vez cargada, cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica, revertiendo el proceso químico de carga. La mayoría de las baterías son similares en su construcción y están compuestas por un determinado número de celdas electroquímicas. El voltaje o tensión de la batería vendrá dada por el número de celdas que posea, siendo el voltaje de cada celda de 2 v .

TIPOS DE BATERIAS Baterías no recargables. Son Conocidas como PILAS, dado que la reacción

química que se produce durante su uso es IRREVERSIBLE. Su vida dura lo que tarde en descargarse, y no son susceptibles de Mantenimiento, excepto normas básicas de conservación: evitar calores o fríos excesivos, evitar el sol y la humedad, sacarlas de su alojamiento si no van a utilizarse para evitar que una posible corrosión dañe el aparato, etc.

Baterías Recargables - Acumuladores. Salvo las de pequeño tamaño, prácticamente todas las baterías recargables son del tipo plomo-ácido. Muy pocas son de otros tipos por su elevado costo. Existe una gran diversidad de sistemas: níquel-cadmio, níquel-zinc, zinc-aire, sodio-azufre, hidruro metálico de litio, ion de litio, litio-polímero, etc.

BATERIA ACUMULADOR DE PLOMO ACIDO

En una carcasa colocan unas placas de plomo. Entre ellas hay una disolución de ácido sulfúrico y agua ( electrolito ). En la operación de carga, sobre las placas de plomo, conectadas al polo positivo, se forma sulfato de plomo. Este conjunto, una vez cargado, es capaz de proporcionar corriente hasta que dicho sulfato de plomo se descomponga.

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Durante el funcionamiento se elimina agua, que hay que reponer de cuando en cuando, cuidando su nivel siempre.

CAPACIDAD DE UNA BATERIA O ACUMULADOR

Se llama capacidad de un acumulador, a la cantidad de electricidad (carga eléctrica) que es capaz de almacenar y, por tanto, de suministrar. Se expresa en AMPERIOS-HORA (Ah) y tiene el significado siguiente: Una batería de 60 Ah puede suministrar 60 A. durante una hora. Puede suponerse que, por la misma razón, podría suministrar en media hora , el doble de corriente es decir 120 A. ó en 10 minutos 360 A. Este cálculo no es exacto, porque la capacidad depende del régimen de trabajo, que puede hacerla variar bastante.

COMPROBACION DE BATERIAS O ACUMULADORES

Un método de diagnóstico para baterías eléctricas de plomo-ácido puede ser: Comprobación visual exterior de las conexiones, cargador, etc. Comprobación de fugas al exterior de electrolito. Comprobación del nivel del electrolito. Jamás debe dejar al aire parte de las

placas. Comprobación de la densidad del electrolito. Debe comprobarse tanto el valor de

cada celda, como que los valores entre celdas no sean dispares. Comprobar partículas de suciedad u otras en el electrolito.

Efectuar una pequeña prueba de descarga y voltaje.

NORMAS PARA EL MANTENIMIENTO DE BATERIAS - ACUMULADORES

etallamos unas normas básicas, para que sean útiles a la mayoría de las instalaciones: Mantener el lugar donde se coloquen las baterías entre 15 y 25 grados. El frío

ralentiza las operaciones tanto de carga como de descarga. El calor por su parte, aumenta la evaporación del agua del electrolito, y promueve la oxidación de las placas positivas.

Siempre que sea posible, fijar bien las baterías, evitando su movimiento. Mantener los terminales de conexión, limpios, apretados ( no en exceso ) y seca

la carcasa de la batería. Mantener el nivel del electrolito adecuado, añadiendo agua destilada en caso de

necesidad, evitando tanto dejar las placas al aire como el llenado excesivo que provoque el desbordamiento del electrolito.

Evitar la descarga completa de las baterías. Calcule adecuadamente las baterías que necesite en su instalación, para evitar

darles un uso excesivo que limite su vida útil. Compruebe el funcionamiento del Cargador de la Batería; las cargas excesivas

o insuficientes pueden disminuir su vida útil. Evite siempre que pueda las CARGAS RAPIDAS DE LAS BATERIAS, las

hacen sufrir mucho. Compruebe que no hay diferencias de carga entre las distintas celdas de la

batería, y si fuera así, efectúe una carga de nivelación. En cuanto a normativa, pueden consultar: IEEE 450 e IEEE 1188

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Mantenimiento de baterías

Suministro de agua (inundadas)

AGUA DESTILADA (o de lluvia como último recurso) Se reduce al usar hidrotapas

Igualación

Extiende la vida de la batería Procedimiento delicado

Conexiones

Apretar terminales, aplicar grasa o aerosol anticorrosivo

Mantener la cubierta limpia (bicarbonato)

Reciclarlos

Localización de Fallas en Baterías

Tensión a circuito abierto

Gravedad específica

Mediciones de la conductancia

Prueba de carga de trabajo

Mediciones de la capacidad relativa

Registros y pruebas de carga real en el sistema

Inspección Post Mortem

Seguridad con las Baterías

Gas hidrógeno

> 4% entre al cubierta y el electrólito Una chispa la haría explotar

Choques eléctricos

Más baterías en serie = más peligro

Encerramiento de la batería

Quemaduras de ácido o cáustico

Neutralizar ácido con bicarbonato Neutralizar cáustico NiCad con un ácido poco fuerte (vinagre)

Traumas secundarios

Cuando alguien cause de un corto circuito, frecuentemente hay más heridas por acción de los reflejos

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CARGADORES DE BATERÍAS. USO Y MANTENIMINETO.

La batería es un acumulador de energía cuya función principal es poner en marcha el motor del vehículo. La acumulación de energía de la batería se realiza por medio de un proceso químico entre dos placas de plomo y un líquido llamado electrolito formado por agua y ácido sulfúrico.En las baterías con mantenimiento es importante comprobar el nivel del electrolito en cada uno de los seis vasos, que debe estar un centímetro por encima de la parte más alta de las placas. En caso contrario será necesario añadir agua destilada hasta alcanzar el nivel correcto. Es muy importante no utilizar agua del grifo porque contiene minerales que interfieren en las reacciones químicas y dañan a las placas.

Batería de coche convencionalMONTAJE DE LAS PILAS DE LA BATERÍAPinza (+) de color rojo: conecte el manguito de aislamiento de la pinza roja en la carga roja (+)

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de la batería. Conecte el cable con la pinza. Apriete la pinza.Pinza (-) de color negro: conecte el manguito de aislamiento de la pinza negra en la carga negra (-) de la batería. Conecte el cable con la pinza. Apriete la pinza.ALMACENAMIENTO DE BATERÍAS

Las cosas más importantes para evitar en el almacenaje de las baterías son:

* Lugares con exposición directa a elevadas temperaturas (estufas, hornos, radiadores), las temperaturas mayores a 28°C aceleran la auto-descarga de las baterías.

* Evite que las baterías se congelen, pues sufrirán daños irreversibles. En climas muy fríos es conveniente que las baterías estén siempre con carga FULL esto evitará el congelamiento.

Almacén de baterías desde donde se distribuyen a talleres, cooperativas, ferreterías,...Pasos de procedimiento de almacenaje de las baterías:

* Las baterías deben ser cargadas antes de almacenarlas. El almacenamiento de las baterías descargadas producirá estratificación.

* Almacene sus baterías limpias, en lugares frescos y protegidos de cualquier tipo de elemento. Mantenga limpia la parte superior de la batería; esto evitará cortocircuitos.* Compruebe todos los meses el nivel de electrolito de su batería y, de ser necesario, rellénala con agua destilada. Dicho líquido agréguelo con un densímetro o recipiente adecuado, verifique que el recipiente esté limpio para no introducir impurezas dentro de la batería. El estado de carga puede ser comprobado con un sifón de ácido.

* Durante un almacenamiento prolongado de la batería revise la gravedad especifica del electrolito y el voltaje, cuando las baterías muestran un 70% de carga o menos, es momento de darle carga.

* Complete siempre la carga a Full antes de volver a usar una batería almacenada.

* Para una actuación optima de las baterías antes de ponerlas en servicio haga una ecualización.Si sigue estas recomendaciones, podrá alargar la vida de su batería considerablemente. Evite que los polos y conexiones reciban sulfatos. Limpie los polos de la batería regularmente y cúbralos con vaselina. Si conduce sólo en distancias cortas, especialmente si utiliza el coche en tráfico de ciudad, la batería tenderá a agotarse. De ser así, deberá comprobar el estado de carga de la

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batería de forma regular para que tenga una vida larga. El mantenimiento regular de la batería aumenta su eficacia.CARGADOR NORMAL - RÁPIDAAlgunos modelos de cargadores de baterías tienen un conmutador de selección CARGA NORMAL - RÁPIDA. Si el conmutador está en la posición de NORMAL, la carga de la batería se hará con una corriente menor y costará más tiempo. La carga normal es un proceso especial de ahorro de batería.Si el conmutador está en la posición de CARGA RÁPIDA, se pueden cargar sencillas baterías de arranque en muy poco tiempo, de forma que sea posible arrancar de nuevo el coche.¡IMPORTANTE! Las baterías completamente descargadas deben ser recargadas con alta capacidad (Ah), siempre con el conmutador en posición CARGA NORMAL y durante media hora.

Cargador de baterías de 12 voltios o 24 voltios con pinzas.FUSIBLESEl cargador de baterías está equipado con dos fusibles de seguridad.El cargador de baterías está protegido contra sobrecargas mediante un interruptor de línea bimetálico de seguridad.Al desconectar el enchufe del cargador de baterías de la corriente principal, el interruptor de seguridad se reajusta de forma automática.Si las pinzas contactan entre sí o si hay una polaridad incorrecta, el circuito será interrumpido por el fusible.Los fusibles fundidos deben ser reemplazados como se indica en las instrucciones para cambiarlos.PROTEJA EL CARGADOR DE BATERÍAS DE LA HUMEDAD Y, SOBRE TODO, MANTENGA LA BATERÍA EN BUEN ESTADO.CAMBIO DEL FUSIBLECuando vaya a cambiar el fusible del cargador de baterías, primero desconecte el enchufe de la corriente principal. Después quite las pinzas de los polos de la batería.El fusible está situado, claramente visible, en la placa frontal.Quite el fusible defectuoso (conexión del fusible interrumpida) y sustitúyalo por un fusible de los mismos amperios (20 amp.).

Para cambiar el fusible del cargador de baterías, introduzca un destornillador en el espacio que quede entre el fusible y su hueco. Utilice el destornillador haciendo palanca.

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Fusibles para cargador de baterías.CONMUTADOR DE SELECCIÓN DE VOLTAJEEl conmutador de selección de voltaje 6-12 volt. permite usar el cargador con baterías de 6 y 12 volt. ó 12/24 volt. El voltaje de la batería y el de carga deben ser siempre el mismo.Es recomendable revisar periódicamente el voltaje de salida de los cargadores, recuerde que un voltaje elevado (sobrecarga) dañará sus baterías de forma irreversible. INDICADOR DE CORRIENTE DEL CARGADOR DE BATERÍASAMPERÍMETROHoy en día hay muchos tipos de cargadores de baterías disponibles. Ellos son denominados por su potencia de salida en Amp/Hora, que es lo que proporciona el cargador al principio del ciclo de carga.Al seleccionar un cargador de batería deberá tenerse en cuenta que el amperaje de carga debe estar entre el 10 % y 13% de la capacidad en 20 Horas de la batería.El ratio de la carga de la batería aparece en un amperímetro que mide la carga.El cargador de baterías dará una corriente alta al empezar la carga. La aguja estará en la parte derecha del amperímetro. Conforme avance la carga, la corriente será menor. La aguja caerá a la parte izquierda de la escala del amperímetro indicado así que la carga ha acabado. La batería estará entonces totalmente recargada.Algunos modelos de cargadores de baterías cuentan con un indicador electrónico de control de

carga.

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Amperímetro para medir la carga de las baterías.INSTRUCCIONES DE USO DEL CARGADOR DE BATERÍASRecuerde que deberá cargar las baterías después de cada período de uso. Las baterías de plomo ácido no tienen memoria, no requieren ser descargadas a fondo antes de su carga.Antes de conectar el cargador vea la polaridad de los polos (+, -) de la batería. Mire también las indicaciones de polaridad en la carcasa de la batería.Pasos a seguir:

Compruebe el nivel de electrolito de la batería (desenrosque el tapón de rellenado, imposible en las baterías selladas). Mantenga quitado este tapón hasta que la recarga sea completada.El nivel de electrolito deberá estar 10 mm por encima del nivel del ánodo de la batería. Rellene sólo con agua destilada (agua para baterías de marca comercial). Prevenga la sobrecarga, esto traerá aparejado excesivo desgaste de las placas, aumento de la temperatura interna lo que implica aumento de gaseo.Evite cargar las baterías en lugares cerrados y sin ventilación.Importante: El líquido electrolito de la batería es corrosivo. ¡Evite entrar en contacto con él!Durante la carga de la batería hay que desconectar todas las conexiones normales a la batería.

Pinzas de latón fundido para arranque de baterías.

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CONEXIÓN DEL CARGADOR A LOS POLOS DE LA BATERÍA1) Conecte la pinza roja (+) al polo positivo (+) de la batería.2) Conecte la pinza negra (-) al polo negativo (-) de la batería.Compruebe la conexión de las pinzas a los polos. ¿Están las pinzas bien enganchadas a los polos?3) Conecte el cargador a la corriente principal con el cable.¡EL CARGADOR NO TERMINA EL PROCESO DE CARGA DE FORMA AUTOMÁTICA!Importante: NUNCA DESCONECTE LAS PINZAS ANTES DE DESCONECTAR EL CARGADOR DE BATERÍAS DE LA CORRIENTE PRINCIPAL.4) Desconecte el cargador de baterías de la corriente principal mediante el cable.5) Desconecte la pinza negra (-) del polo negativo (-).6) Desconecte la pinza roja (+) del polo positivo (+).SEGURIDAD* Proteger los ojos cuando se opera con baterías y/o ácido.* Proteger las manos con guantes de goma cuando manipulan ácido, el líquido electrolito es corrosivo.* Usar herramientas aisladas cuando efectúa conexiones.* Usar buena luz cuando trabaja conectado y/o limpiando baterías.* NO fumar donde se cargan baterías y evite hacer fuego.* Para mayor información comuníquese con su proveedor.* No cargue baterías no recargables.* Cargar baterías con sus tapas cerradas y bien apretadas.* Mantener el lugar de carga de baterías bien ventilado.* Para asegurar la dispersión rápida de los gases que se forman durante el proceso de carga de la batería, debe desenroscar obligatoriamente, los tapones de relleno de la batería; también debe evitar el fuego o la formación de chispas.* Los gases son explosivos. Algunos cargadores tienen partes como conmutadores o relés que pueden producir chispas o puentes. Por ello, no utilice el cargador en un garaje, hágalo en un lugar adecuado.

Batería de coche junto con todos sus componentes.CONDICIONES DE GARANTÍALa garantía del cargador de baterías cubre fallos del fabricante como defectos del material. El fabricante ofrece un año de garantía de sustitución gratuita de piezas del cargador de baterías. Sólo serán a cargo del cliente las gastos de transporte.La garantía del cargador de baterías no se extiende a las reparaciones necesarias como consecuencia de accidentes, desmontajes no hechos por profesionales, daños derivados de caídas

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o golpes, uso no profesional o voltaje superior al indicado.La garantía del cargador no contempla, bajo ninguna condición, el derecho a indemnización o reembolso.Por último le hacemos algunas recomendaciones muy importantes:* Entregue las baterías inservibles en un garaje o tienda de baterías.* No tire piezas de PVC o metálicas en las basura normal de su casa.* Cuide el medio ambiente.* En caso de que el cable de suministro fuese defectuoso, debe ser reemplazado por el fabricante del mismo o por cualquier servicio técnico autorizado o persona cualificada similar.* El usuario NO debe efectuar por sí mismo ninguna manipulación en este cable para evitar accidentes eléctricos

Nociones de Mantenimiento de Hidráulica Industrial.

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AULA

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El operador de una rectificadora cilíndrica, observó una cierta alteración en el desempeño de su máquina. Después de hacer las verificaciones que él conocía y al no descubrir la causa del problema, solicitó que el departamento de mantenimiento realice una verificación a la máquina, pues la calidad de las piezas fabricadas estaban quedando comprometidas.

El mecánico de mantenimiento analizó la máquina y explicó al operador que tanto la válvula reguladora de flujo como la bomba hidráulica estaban con defecto y que deberían ser cambiadas.

¿Cómo el mecánico de mantenimiento supo detectar el defecto?. Es lo que será mostrado en esta aula.

Concepto de PresiónLa física nos enseña que presión es la fuerza distribuida por unidad de área o sea: P=F/AEn el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de fuerza es el Newton (N) y

la unidad de área es el metro cuadrado (m2). Entonces, en el SI la unidad de presión es el N/m2, que recibe el nombre de Pascal (Pa).

Sin embargo, en la literatura industrial, aún son utilizadas otras unidades de presión, tales como atmósfera (atm), torricelli (torr), kilogramo-fuerza por centímetro cuadrado (kgf/cm2), milímetro de mercurio (mm Hg), bar, libra-fuerza por pulgada cuadrada (lbf/pol2) también llamada psi (pound per square inch) etc.

La fórmula de presión nos dice que la presión es inversamente proporcional al área, esto quiere decir, que cuanto menor es el área de actuación de la fuerza, mayor será la presión.

Por ejemplo, considere un paralelepípedo de aluminio de peso 24 N ( el peso también es una fuerza) con las siguientes medidas; cara A= 0,24 m2 ; cara B= 0,12 m2 y cara C= 0,08 m2.

Si el paralelepípedo está apoyado sobre la cara A, el ejercerá una presión de 100 Pa; si está apoyado sobre la cara B, la presión será de 200 Pa y si está apoyado sobra la cara C, el valor de la presión será de 300 Pa. Calcular y conferir.

La presión hidráulica, en la faja industrial, se sitúa en torno de los 140 bar, que equivale aproximadamente a 138 atm o 14.000.000 Pa o 14.000 kPa, variando de proyecto a proyecto.

Concepto de CaudalCaudal (Q) es el volumen (V) de un fluido que pasa por una sección transversal de

un tubo en un cierto intervalo de tiempo (t). Matemáticamente.

Q=V/t

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A

B

C


En el sistema Internacional de Unidades(SI), el caudal se expresa en m3/s. Otras unidades de caudal con L/min; L/s; cm3/s.

Principio de Pascal

El principio de Pascal es uno de los principios mas importantes para la hidráulica. Y se define así:

“Si una masa líquida confinada recibe un aumento de presión, esa presión se trasmite integralmente para todos los puntos del líquido, en todas las direcciones y sentidos.”

Articulo agregado, extraído de la WEB

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En las figuras se muestran dos situaciones: en la primera se empuja el líquido contenido en un recipiente mediante un émbolo; en la segunda, se empuja un bloque sólido. ¿Cuál es el efecto de estas acciones? ¿Qué diferencia un caso de otro?

La característica estructural de los fluidos hace que en ellos se transmitan presiones, a diferencia de lo que ocurre en los sólidos, que transmiten fuerzas. Este comportamiento fue descubierto por el físico francés Blaise Pascal (1623 – 1662), quien estableció el siguiente principio: Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través de todo el fluido. Es igual en todas las direcciones y actúa mediante fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen.

El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.

Cuando apretamos una chinche, la fuerza que el pulgar hace sobre la cabeza es igual a la que la punta de la chinche ejerce sobre la pared. La gran superficie de la cabeza alivia la presión sobre el pulgar; la punta afilada permite que la presión sobre la pared alcance para perforarla.

Cuando caminamos sobre un terreno blando debemos usar zapatos que cubran una mayor superficie de apoyo de tal manera que la presión sobre el piso sea la mas pequeña posible. Seria casi imposible para una mujer, inclusive las mas liviana, caminar con tacos altos sobre la arena, porque se hundiría inexorablemente.

El peso de las estructuras como las casas y edificios se asientan sobre el terreno a través de zapatas de hormigón o cimientos para conseguir repartir todo el peso en la mayor cantidad de área para que de este modo la tierra pueda soportarlo, por ejemplo un terreno normal, la presión admisible es de 1,5 Kg/cm².

Todos los mecanismos hidráulicos son, en última instancia, aplicaciones del principio de Pascal.

Por ejemplo, la prensa hidráulica, el gato hidráulico, el freno hidráulico, además de otros mecanismos, se basan en este principio.

Los sistemas hidráulicos cuando están en funcionamiento, transmiten fuerzas intensas. Tales mecanismos son utilizados en locales donde otros mecanismos movidos con otras formas de energía , no serían posibles.

Por ejemplo una pala hidráulico de un tractor no podría funcionar adecuadamente si solamente el motor diesel es utilizado para elevar las cargas. En ese caso, parte de la

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energía proveniente de la quema del combustible diesel del motor es transferida y transformada en energía hidráulica y de aquí transferida para el actuador que movimenta la pala.

En resumen, una parte de la energía calorífica proveniente de la quema del combustible diesel del motor se transforma en energía hidráulica. Otras parcelas de energía calorífica se transforma en energía mecánica y energía sonora, y una última parte se disipa en el medio ambiente en forma de radiación térmica.

Recordemos que energía no se crea y ni se destruye. La energía se transfiere de un sistema a otro, pudiendo o no transformase de una forma para otra. Ejemplo: en una palanca en uso ocurre apenas una transferencia de energía de punto para otro, ya en una batería ocurre transformación de energía química en eléctrica.

División de la hidráulica

Para fines didácticos, la hidráulica se divide en dos ramas: La hidráulica Industrial y la hidráulica móvil.

La hidráulica Industrial cuida de máquinas y sistemas hidráulicos utilizados en las industrias tales como máquinas inyectoras , prensas, rectificadoras, fresadoras, tornos etc. La industria móvil cuida de mecanismos hidráulicos existentes en los sistemas de transporte y cargas, como camiones, automóviles, locomotoras, navíos, aviones, motoniveladoras, basculates etc.

Circuito de trabajo industrial hidráulico

Un circuito hidráulico básico se compone de reservatorio, bomba, válvula de alivio, válvula de control de caudal, válvula direccional y un actuador que podrá ser lineal o rotativo.

La válvula que protege el sistema de sobrecargas es la válvula de alivio, también conocida como válvula de seguridad.

El circuito funciona de la siguiente manera:

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El aceite es succionado por la bomba y elevada al sistema; entrando en el sistema el aceite sufre una reducción de caudal; el exceso de aceite vuelve al reservatorio pasando por la válvula de alivio; estando con el caudal reducido, el aceite sigue para el actuador que trabaja con una velocidad menor y adecuada para el trabajo. La válvula direccional a su vez comanda el avance y en retroceso del actuador, y todo el sistema está protegido contra sobrecargas.

Mantenimiento de circuitos hidráulicos

El mantenimiento de circuitos hidráulicos exige los siguientes pasos: Analizar previamente el funcionamiento del circuito Analizar las regulaciones de las válvulas Verificar si la tubulación no presenta puntos de fuga Verificar la limpieza del aceite existente en el reservatorio.

Bombas

Las bombas son utilizadas en los circuitos hidráulicos para convertir energía mecánica en energía hidráulica.

En los sistemas hidráulicos industriales y móviles, las bombas son de desplazamiento positivo, esto quiere decir, que entregan determinada cantidad de fluido a rotación o ciclo.

Las bombas de desplazamiento positivo pueden ser lineales o rotativas. Las bombas lineales pueden ser de pistones radiales y de pistones axiales, y las bombas rotativas pueden ser de engranajes o de paletas.

Bombas lineales de pistones radialesEn este tipo de bomba, el conjunto gira en un pivot estacionario por dentro de un

anillo o rotor.

A medida que va girando, la fuerza tangencial hace que los pistones sigan el contorno del anillo, que es excéntrico en relación al bloque de cilindros.

Cuando los pistones comienzan el movimiento alternado dentro de sus cilindros, los pórticos, localizados en el pivot, permiten que los pistones admitan el fluido del pórtico de entrada y estos se mueven hacia fuera, descargando en el pórtico de salida cuando los pistones son forzados por el contorno del anillo en dirección al pivot.

El desplazamiento de fluido depende del tamaño y del número de pistones en el conjunto, como así también del curso de los pistones.

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Existen modelos en que el desplazamiento del fluido puede variar, modificando el anillo par aumentar o disminuir el curso de los pistones. Existen también controles externos para ese fin.

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Bombas lineales de pistones axiales Una bomba muy utilizada dentro de esta categoría es aquella en que el conjunto de

cilindros y el eje están en la misma líneas, y los pistones se mueven en paralelo al eje de accionamiento.

Los pistones son ajustados a los cilindros y conectados, a través de zapatas a un anillo inclinado.

Cuando el conjunto gira, las zapatas siguen la inclinación del anillo, causando un movimiento recíproco de los pistones en sus cilindros.

Los pórticos están localizados de manera que la línea de entrada se sitúe donde los pistones comienza a retroceder, y la abertura de salida donde los pistones comienzan a ser forzados hacia adentro de los cilindros del conjunto.

En este tipo de bomba, el desplazamiento de fluido es determinado por el tamaño y cantidad de pistones, como también de sus cursos; la función de la placa inclinada es controlar el curso de los pistones.

En los modelos con desplazamiento variable, la placa está instalada en un soporte móvil. Moviendo ese soporte, el ángulo de la placa varía para aumentar o disminuir el curso de los pistones.

El soporte puede ser posicionado manualmente, por servo-control, por compensador de presión o por cualquier otro medio de control.

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Ranura de placa de válvulas

Eje motriz

Placa inclinada

zapata1-Pistones se apartan de la placa de entrada

cilindro

2-Pistones forzados en dirección a la placa de salida

salida

entrada


El mantenimiento de bombas de pistón axial consiste en cambiar el conjunto rotativo toda vez que se verifique una caída del rendimiento. El aceite debe estar limpio y libre de agua.

Bombas rotativas de engranaje y su mantenimientoEstas bombas presentan ruedas dentadas, siendo una motriz, accionada por el eje, que

impulsa a otra, existiendo huelgos axial y radial selladas por la propia viscosidad del aceite.

Con el movimiento rotativo, los vanos entre los dientes son liberados a medida que los dientes se desengranan.

El fluido proveniente del reservatorio llega a esos vanos y es conducido del lado de la succión para el lado de la presión.

En el lado de la presión, los dientes se vuelven a engranar y el fluido es expulsado de los vanos de los dientes; los engranajes impiden el reflujo del aceite hacia la cámara de succión.

El mantenimiento de las bombas rotativas de engranaje consiste en mantener el aceite siempre limpio y sin agua y en cambiar los engranajes desgastados.

Bombas rotativas de paletas En las bombas de paletas, un rotor cilíndrico, con paletas que se dislocan en rasgos

radiales, gira dentro de un anillo circular.Por la acción de las fuerzas tangenciales, las paletas tienden a salir del motor, siendo

obligadas a mantener contacto permanente con la cara interna del anillo. Pero la presión sobre las paletas las mantienen contra el anillo de reacción.

Este sistema tiene la ventaja de proporcionar larga vida a la bomba, pues las paletas siempre mantienen contacto con el cuerpo, mismo si ellas presentan desgaste.

Las paletas dividen el espacio existente entre el cuerpo y el rotor en una serie de cámaras que varían de tamaño de acuerdo con su posición alrededor del anillo.

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1- El vacío es creado aquí cuando los dientes se desengranan. El aceite es succionado del reservatorio

2- El aceite es transportado a través de la carcaza en cámaras formadas entre dientes , carcaza y placas laterales

3- El aceite es forzado hacia la abertura de salida cuando los dientes se engranan nuevamente

4- la presión de salida actuando contra los dientes, causa una

Carga no balanceada en los ejes

Engranaje motriz

SALIDA


La entrada de la bomba está localizada en un punto donde ocurre la expansión de las cámaras de acuerdo con el sentido de rotación del rotor y de su excentricidad en relación al anillo.

El vacío parcial, generado por la expansión de las cámaras de bombeo, hace que la presión atmosférica empuje aceite para el interior de la bomba. El aceite es transportado desde la entrada hacia la salida de la bomba, donde las cámaras reducen de tamaño, forzando el fluido hacia fuera.

El mantenimiento de las bombas de paletas consiste en el cambio de todo el conjunto que se desgasta por causa del tiempo de uso.

Mantenimiento del aceite hidráulico

Entre los fluidos que pueden ser utilizados en los sistemas hidráulicos, el aceite es el más recomendable, porque, además de transmitir presión, presenta las siguientes propiedades. Actúa como refrigerante permitiendo el intercambio de calor generado en el sistema. Por ser viscoso, actúa como sello. No se mezcla con el agua Se oxida muy lentamente en contacto con el oxigeno del aire.

El mantenimiento del aceite hidráulico exige los siguientes cuidados: Utilizar filtro de succión. Utilizar filtro de retorno. Eliminar el agua absorbida por el aire que entra en el reservatorio. Usar aditivos y efectuar drenaje con filtración para separar el aceite del agua. Cambiar el aceite de todo el sistema si el grado de contaminación del aceite fuera

muy alta.

Actuadores hidráulicos

Los actuadores hidráulicos son representados por los motores hidráulicos y por los cilindros lineales. Motores hidráulicosLos motores hidráulicos son actuadores rotativos capaces de transformar energía hidráulica en energía mecánica, produciendo un movimiento giratorio.

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Todo motor hidráulico puede funcionar como bomba, no así lo contrario. Algunas bombas necesitan de modificaciones en sus características constructivas para realizar la función de motor.

Desde el punto de vista funcional, existen tres tipos de motores hidráulicos:

Motor Unidireccional, que se mueve en un solo sentido de rotación. Motor Bidireccional (reversible) que realiza rotación en ambos sentidos. Motor Oscilante (angular) que gira en ambos sentidos pero con ángulo de rotación

limitado. Entre los motores Bidireccionales el más utilizado es el motor de engranajes.Este motor produce un torque por medio de la presión aplicada en las superficies de los dientes de las ruedas dentadas. Ellas giran juntas pero apenas una está conectada al eje del motor.La rotación del motor se invierte invirtiendo el sentido del flujo de aceite.La alta presión de entrada y baja presión de salida provocan altas cargas laterales en el eje como también en las ruedas dentadas y los rodamientos que las soportan, todo esto hace que estos motores de engranaje tengan limitada la presión de operación.

La fig. muestra corte de un motor de engranajes

El motor de engranajes tiene como ventajas principales su simplicidad y su mayor tolerancia a la suciedad. El mantenimiento consiste en sustitución total del motor damnificado por otro nuevo.

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Válvulas hidráulicas

Las válvulas hidráulicas se dividen en cuatro grupos:

Válvulas direccionales Válvulas de bloqueo Válvulas controladoras de presión Válvulas controladoras de flujo o caudal

Las válvulas direccionales se clasifican de acuerdo al número de vías, número de posiciones de comando, tipos de accionamiento y principios constructivos.

Dentro de las válvulas direccionales, la más común es la válvula de carretel.El defecto más común en este tipo de válvulas es el carretel trabado o sea deja de correr en el cuerpo de la válvula. Otro defecto que puede presentar es la ruptura de su comando de accionamiento.

La Fig. muestra un tipo de válvula direccional, un carretel y la simbología de accionamiento.

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Válvulas de BloqueoLas válvulas de bloqueo tienen por finalidad sostener cargas verticales con estanqueidad del 100%. El principal defecto de esta válvula es el desgaste del asiento. Suciedad en el aceite también impide su buen funcionamiento. Una válvula de bloqueo bastante utilizada en prensas es la de retención a piloto.

La fig. muestra en corte, una válvula de retención pilotada.

Las válvulas controladoras de presión limitan o reducen la presión de trabajo en sistemas hidráulicos. Estas válvulas son clasificadas de acuerdo al tamaño y el rango de presión de trabajo.

Las figuras muestran en corte las características constructivas de una válvula limitadora de presión cerrada y abierta.

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Pórtico del piloto

Tuerca del pistón piloto

Pistón Piloto

Drenaje

Carretel principalasiento

salida

Tornillo de ajuste

Drenaje

Carretel

Carcaza

resorte

Entrada de presión

Cerrada

Salida Salida

Entrada de presión

Abierta


Las válvulas controladoras de presión pueden realizar las siguientes funciones en los circuitos hidráulicos. Válvula de seguridad o de alivio Válvula de descarga Válvula de secuencia Válvula de contrabalanceo Válvula de freno Válvula reductora de presión Válvula de seguridad y descarga

Las válvulas controladoras de flujo o de caudal controlan la cantidad de fluido a ser utilizado en el sistema. Estas válvulas tienen por función regular la velocidad de los elementos hidráulicos de trabajo.

Las válvulas controladoras de flujo pueden ser fijas o variables, unidireccionales o bidirecccionales.

La fig. muestra en corte una válvula reguladora de caudal con presión compensada, tipo bypass. Esta válvula solo deja pasar la cantidad de aceite que fue regulada previamente, por más que se aumente la presión.

Mantenimiento de válvulas hidráulicasEl mantenimiento de las válvulas hidráulicas tiene que abarcar los siguientes items. Aceite – Verificar el grado de contaminación por agua o suciedad. Según el caso, drenar y sustituir el aceite contaminado según las especificaciones del fabricante.Guarniciones – Cambiar las que se encuentren desgastadas.Resortes – Cambiar las que estén fatigadas.Asiento – Verificar el estado de desgaste.

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Vía de salidaresorte

Émbolo compensador

Vía para el tanque

Vía de entrada

Cuerpo de la válvula

Orificio de la válvula reductora de caudal variable


Nociones básicas de Neumática

La importancia de la Neumática

En el universo de la mecánica, muchas máquinas y equipamientos presentan, además de los sistemas mecánicos(poleas, correas, engranajes, palancas, etc.), sistemas hidráulicos y sistemas Neumáticos (funcionan a base de aire comprimido). La utilización de las máquinas por el hombre siempre tuvo dos objetivos:Reducir al máximo el empleo de la fuerza muscular y obtener productos en grandes cantidades. La Neumática contribuye para que esos objetivos sean alcanzados. Ella permite sustituir el trabajo humano repetitivo y agotador en los procesos industriales. Con actuadores neumáticos, ciertas máquinas se vuelven más veloces y seguras.

Otra ventaja de la neumática es que ella puede actuar en locales donde la utilización de la energía mecánica, hidráulica y eléctrica sean desventajosas.

Aire El aire atmosférico está constituido por una mezcla de gases tales como: oxígeno, nitrógeno, neónio, argónio, gas carbónico etc. Junto a estos gases encontramos en el aire atmosférico otras impurezas productos de la polución (polvo, partículas de carbono provenientes de combustión incompleta, dioxido de azufre etc.) y tambien el vapor de agua. Siendo el aire abundante en la naturaleza y por sobre todo gratuito, este aire atmosférico se constituye en el alma de los equipamientos neumáticos.

Neumática Industrial La neumática Industrial, por definición es un conjunto de aplicaciones industriales donde la energía de compresión del aire es utilizada en actuadores (cilindros y motores). El control del trabajo ejecutado por la energía proveniente de la compresión del aire es efectuado por medio de válvulas.

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AULA

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Actuador


El aire comprimido recomendado para trabajar en neumática debe ser libre de impurezas y de agua y presentar presión y caudal constantes.

Compresores Compresores son máquinas que captan el aire a la presión atmosférica local y comprimen hasta alcanzar la presión adecuada de trabajo. A nivel del mar la ppresión atmosférica normal vale una atmósfera o 1 atm.

Equivalencia entre atm y otras unidades de presión.

1 atm = 1 bar = 14,5 psi (libra-fuerza por pulgada cuadrada) = 100.000 Pa = 100 Kpa

En equipamientos neumáticos, la presión más utilizada es aquella que se sitúa en al faja de los 6 bar o sea 600 Kpa.

La fig. muestra un modelo de compresor

En los diagramas neumáticos los compresores son representados por el símbolo

Según la norma ISO 1219.

Clasificación de los compresores Los compresores se clasifican en dos tipos: compresores de desplazamiento positivo y compresores dinámicos.

Compresores de desplazamiento positivo. En este tipo de compresor los sucesivos volúmenes de aire son confinados en cámaras cerradas y elevadas a presiones mayores. Dentro de esta categoría los más utilizados son los compresores de pistón.

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Compresores de Pistón – Pueden ser de simple efecto (SE) o doble efecto (DE) o de una o más etapas de compresión. Como se muestra en la figura.

Mantenimiento de los compresores de Pistón Para la realización de un mantenimiento eficaz de estos compresores se deben tomar los siguientes cuidados: Mantener siempre limpio el filtro de succión y cambiarlos cuando sea necesario. El calor generado en el proceso de compresión produce condensación por causa de

la entrada de aire húmedo, es necesario eliminar el agua. Verificar el nivel da aceite Verificar si las válvulas de succión y descarga no están trabadas Verificar que las conexiones en la salida de aire no presenten fugas Verificar el calentamiento del compresor Verificar el agua de refrigeración Verificar la tensión de las correas Verificar el funcionamiento de la válvula de seguridad (muy importante)

Compresor a tornillo El motor eléctrico o motor diesel impulsa un par de tornillos que giran uno contra otro transportando aire desde la sección de admisión hasta la descarga, comprimiendolo.

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El aire comprimido es descargado suavemente, quedando sellada la abertura de descarga hasta el paso del volumen comprimido en el siguiente ciclo

El aire entra por la abertura de admisión llenando el espacio entre los tornillos.La línea punteada representa la abertura de descarga


Mantenimiento del compresor a tornillo Estos compresores exigen poco mantenimiento debido a las pocas piezas móviles que utilizan, no poseen válvulas de entrada y salida y operan con temperaturas internas relativamente bajas. Están prácticamente libres de vibraciones, estos equipos tienen una larga vida útil. Para su instalación se recomienda asentarlos en locales distantes de paredes y techo y en pisos de concreto nivelados.

Compresores dinámicos Estos compresores aceleran al aire con la utilización de un elemento rotativo transformando la velocidad en presión en el propio elemento rotativo que empuja el aire en difusores y láminas. Son usados para grandes masas de aire y presentan una o más etapas. Dentro de esta categoría de compresores los más utilizados son el compresor centrífugo radial y el compresor axial.

Compresor centrífugo radial Este compresor está constituido por un rotor con aspas inclinadas como una turbina. El aire es empujado por el rotor a causa de su alta rotación y lanzado a través de un difusor radial. Los compresores centrífugos radiales pueden tener una o más etapas. El uso de compresor centrífugo radial está indicado cuando se necesita gran cantidad de aire y de manera constante.

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Compresor Centrífugo Compresor Centrífugo multi-etapas


Compresor axial Este compresor es usado para grandes capacidades de aire y altas rotaciones. Cada etapa consiste de dos hileras de láminas, una rotativa y otra estacionaria. Las láminas rotativas del rotor transmiten velocidad al aire y la velocidad es transformada en presión en las láminas estacionarias.

Mantenimiento de compresores centrífugos radiales y axiales Por trabajar en alta rotación, estos compresores deben tener un programa de mantenimiento que contemple los siguientes items.

Paradas para limpieza Cambio de cojinetes Cambio de Filtros Soldadura de láminas damnificadas Re - alineamiento.

Se recomienda la parada inmediata de este tipo de compresores si se perciben barullos o ruidos anormales.

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Láminas rotativas

Láminas estacionarias


Red de Aire Comprimido

Después de comprimido y de haber pasado por el depósito principal y los secadores, el aire sigue por la red. La red es un circuito cerrado que mantiene la presión igual a la presión existente en el depósito principal.

Para construir una red de aire comprimido, deben ser llevados en consideración los siguientes parámetros.

Las conexiones de las tuberías deben ser redondeados para evitar la presencia de flujos turbulentos; la línea principal, por regla general, debe tener una pendiente de aproximadamente 1% en comparación con su longitud

En los puntos más bajos se deben montar drenajes automáticos para drenar el agua condensado en el aceite; Las futuras ampliaciones de la red debe ser siempre previstas en el diseño; Las tomas de aire siempre deben estar ubicadas por encima de la red;

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Depósito Principal

Depósito Auxiliar

aire

Puntos de Utilización

Inclinación del 1%

regulador

Herramienta Neumática


Los tubos de aire comprimido deben ser pintados de azul; Prever en el proyecto, la construcción de tanques auxiliares; La tubería de la red deberán ser aéreas y nunca embutidas en las paredes. Siendo aéreas serán más seguras y de fácil mantenimiento; Construir la red de forma combinada, de modo que si algún ramal tiene que ser interrumpido, los demás sigan trabajando para asegurar la producción. De ahí la importancia de las válvulas a lo largo del circuito.

Mantenimiento de la red de aire comprimido

El mantenimiento de la red de aire comprimido requiere de los siguientes pasos: Verificar las conexiones para localizar pérdidas; Drenar el Agua condensada diariamente o de hora en hora; Verificar si el filtro, regulador y lubrificador está en perfectas condiciones operativas , estos elementos son de instalación obligatoria a la entrada de todas las máquinas neumáticas.

Actuadores Neumáticos Los actuadores neumáticos se dividen en dos categorías: los lineales y los rotativos. Los lineales convierten energía neumática en movimiento lineal y los rotativos convierten energía neumática en movimiento rotativo.

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VÁLVULAS DE CIERRE


Los actuadores lineales de efecto simple y de efecto duplo son los más usuales, sin importar si son cilíndricos, cuadrados o con otros formatos.

Simbología adoptada por la ISO 1219

Mantenimiento de actuadores en general Para realizar el mantenimiento de actuadores, es necesario tener en manos los catálogos del fabricante. En estos catálogos se encuentran los parámetros de construcción más importantes para el mantenimiento, osea: Diámetro interno del cilindro; Diámetro del eje Presión máxima Temperatura de trabajo Excursión mínima y máxima Datos referentes al amortiguador Tipo de fluido lubricante a ser utilizado Fuerza máxima de avance Fuerza de retorno Tipo de montaje.

El ejemplo que sigue, proviene del catálogo de un fabricante, muestra un actuador cilíndrico de doble efecto. Observe sus parámetros constructivos.

01 – Cabezote trasero: latón 06 – Tubo: latón 02 – anillo de encoste: buna – N 07 – cabezote delantero: latón 03 – Guarnición O`ring: buna – N 08 – Tuerca: latón 04 – Embolo: latón 09 – Guarnición O`ring: buna – N 05 – Eje: acero SAE 1045 cromado o acero inox.

Observación: buna-N es una denominación que se da a un tipo de goma sintética.

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avance avance


Una vez analizada el daño existente en el cilindro, el mecánico de mantenimiento, consultando el catálogo, orientado por el diseño y por los parámetros procede a ejecutar los trabajos de reparación necesarios.

Los daños más comunes en los actuadores neumáticos son las siguientes: Desgaste de los retentores; Resorte de cilindro fatigado; Desgaste de la camisa del actuador; Exceso de presión Pérdida del cilindor de simple efecto; Resecamiento de las guarniciones y retentores

Mantenimiento de válvulas de control neumáticas Existen cuatro grupos de válvulas neumáticas: válvulas direccionales, válvulas de bloqueo, válvulas de control de flujo y válvulas de presión. Válvulas direccionales – Son las más importantes porque orientan, con lógica, el camino del aire comprimido dentro del sistema. Las más comunes son las de cinco vías y dos posiciones (5/2) y las de tres vías y dos posiciones (3/2), ambas adaptables a cualquier comando de accionamiento.

El mantenimiento básico de las válvulas direcciones consiste en limpiarlas internamente y cambiar sus anillos de goma. Muchas veces, por motivo de economía es preferible cambiar las válvulas direccionales damnificadas por válvulas nuevas.

Válvulas de Bloqueo – Estas válvulas bloquean, siguiendo una lógica de programación, el sentido de circulación del aire comprimido dentro del sistema. En la categoría de válvulas de bloqueo, las más utilizadas son las siguientes: válvulas alternadoras, válvulas de simultaneidad o de dos presiones y válvulas de escape rápido.

Las válvulas alternadoras poseen dos entradas P1 y P2 y una salida A. Si Entra aire comprimido en P1, las esfera cierra la entrada P2 y el aire fluye de P1 para A. Cuando el aire fluye de P2 para A la entrada P1 queda bloqueada.

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Si las presiones en P1 y P2 son iguales y habiendo coincidencia de señales, prevalecerá la señal que llegue primero. En caso de presiones diferentes, la presión mayor fluirá para A. Las válvulas alternadoras son utilizadas cuando hay necesidad de enviar señales de lugares diferentes a un punto común de comando. El diagrama siguiente muestra un ejemplo de aplicación de las válvulas alternadoras.

Las válvulas de simultaneidad o de dos presiones poseen dos entradas P1 y P2 y una salida A. Entrando una señal en P1 o P2, el pistón impide el flujo de aire para A. Existiendo diferencia de tiempo entre señales de entrada con la misma presión, la señal que pasa va par la salida A.

Con presiones diferentes de las señales de entrada, la presión mayo cierra un lado de la válvula y la presión menor pasa para la salida A.

El diagrama muestra un ejemplo de aplicación de válvulas de simultaneidad.

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Cuando se necesita de movimientos rápidos del embolo en los cilindros, con velocidad superior a la normalmente desarrollada, se utiliza la válvula de escape rápido.

La válvula posee conexiones de entrada (P), de salida (R) y de alimentación (A).

Habiendo flujo de aire comprimido en P, el elemento de cierre impide el paso del flujo en R y el aire fluye para A.

Eliminando la presión en P, el aire que retorna por A, desplaza el elemento de cierre contra la conexión P y provoca el bloqueo. De esta forma el aire escapa rápidamente por R hacia la atmósfera. Así se evita que el aire de escape sea obligado a pasar por una canalización mas larga y de diámetro pequeño hasta la válvula de comando

Es recomendable colocar la válvula de escape rápido directamente en el cilindro o lo más próximo posible del mismo.

Válvulas de control de flujo – Son válvulas que controlan el caudal de aire en los actuadores. Entre las válvulas de control de flujo, la mas usada es la válvula de control de flujo unidireccional.

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Los defectos más comunes que la válvula de control de flujo unidireccional presenta es el desgaste de la sede del cierre y la ruptura de las guarniciones de goma.

Válvulas de presión – Son válvulas que funcionan a partir de una cierta presión regulada. Las más utilizadas son las válvulas de seguridad ( actúan en el sentido de la presión límite de seguridad del sistema) y las válvulas reguladoras de presión con escape (actúan en el sentido de mantener una presión regulada para el trabajo de una máquina).

El mantenimiento de las válvulas de presión es muy importante para el sistema neumático, pues de ellas depende la eficiencia de la presión. Se recomienda además de una limpieza semestral, limpiar y cambiar las guarniciones y resortes de las válvulas.

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Análisis de Fallas en Máquinas

El origen de fallas en las máquinas están en los daños sufridos por las piezas componentes. Una máquina nunca se quiebra totalmente de una sola vez, para de trabajar cuando alguna parte vital de su conjunto se damnifica.

La parte vital puede estar en el interior de la máquina, en el mecanismo de transmisión, en el comando o en los controles. Puede también estar en el exterior, en partes rodantes o en accesorios. Por ejemplo, una rueda es una parte rodante vital para que un camión funcione, así como un radiador es un accesorio vital para el buen funcionamiento de un motor.

Origen de los daños

El origen de los daños puede ser agrupado de la siguiente manera:

Errores de especificación o de proyecto – La máquina o algunos de sus componentes no corresponden a las necesidades de servicio. En este caso los problemas, con seguridad, estarán en los siguientes factores: dimensiones, rotaciones, marchas, materiales, tratamientos térmicos, ajustes, terminaciones superficiales o diseños errados.

Fallas de fabricación – La máquina, con componentes defectuosos, no fuemontada correctamente. En esta situación puede ocurrir el aparecimiento de fisuras, inclusiones, concentración de tensiones, contactos imperfectos, holguras exageradas o insuficientes, deformación o exposición de piezas a tensiones no previstas en el proyecto.

Instalación impropia – Se trata de mal alineamiento entre los ejes del motor y la máquina accionada. Este mal alineamiento surge debido a los siguientes factores:

Fundación (local de asentamiento de la máquina) sujeta a vibraciones. Sobrecargas Fisuras corroción

Mantenimiento indebido – Se trata de la pérdida de ajustes y de la eficiencia de la máquina debido a los siguientes factores. Suciedad Falta de lubricación momentánea o constante Lubricación impropia que resulta en la ruptura del film o en su descomposición Sobrecalentamiento causada por exceso o insuficiencia de viscosidad del lubricante Falta de reapretado Falla de control de vibraciones.

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AULA

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Operación indebida – Se trata de sobrecarga, choques y vibraciones que terminan por romper los componentes más frágiles de la máquina. Esa ruptura, generalmente produce daños en otros componentes o piezas de la máquina.

Resaltamos que no están siendo consideradas medidas preventivas referentes a proyectos o diseños, pero si de las fallas originadas por errores de especificación, de fabricación, de instalación, de mantenimiento y de operación que pueden ser minimizados con un control mejor.

Las fallas son inevitables cuando aparecen por causa del trabajo ejecutado por la máquina. En este aspecto, el mantenimiento se restringe a la observación del progreso del daño para proceder a sustituir la pieza en el momento mas adecuado. Es así como se procede, por ejemplo, con los dientes de una excavadora que se van desgastando con el tiempo de uso.

Análisis de daños y defectos

El análisis de daños y defectos de piezas tiene dos finalidades:a) Investigar la razón de la falla, para que sean tomadas medidas con el

objetivo de eliminar la repetición.b) Alertar al usuario respecto de lo que podrá ocurrir si la máquina fuera

usada o conservada inadecuadamente.

Para que el análisis pueda ser bien hecho, no basta con examinar la pieza que muestra la presencia de fallas.

Es necesario hacer un levantamiento de cómo ocurrió la falla, cuales son los síntomas, si la falla ya ocurrió en otra ocasión, cuanto tiempo la máquina trabajó desde su adquisición, cuando fue realizada la última reforma, cuales fueron las reparaciones realizadas en la máquina, en que condiciones de servicio ocurrió la falla, cuales fueron los servicios ejecutados anteriormente, quien era el operador de la máquina y por cuanto tiempo él la operó.

El levantamiento deberá ser lo más minucioso posible para que la causa de la ocurrencia quede perfectamente determinada.

Evidentemente una observación personal de las condiciones generales de la máquina y un examen de informaciones del archivo son dos medidas que no pueden ser negligentes (descuidadas).

El paso siguiente es diagnosticar el defecto y determinar su localización, como también decidir sobre la necesidad del desmontaje de la máquina.

El desmontaje completo debe ser evitado porque es onerosa y demorada, además de comprometer la producción, sin embargo aveces, es inevitable. Es el caso típico del daño causado por el desprendimiento de limaduras que se propagan por el circuito interno de lubricación o por el circuito hidráulico de una máquina.

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Después de la localización del defecto y la determinación del desmontaje, el responsable por el mantenimiento deberá colocar en bancada las piezas interligadas en la posición de funcionamiento. A la hora del montaje no pueden faltar o sobrar piezas.

Las piezas no deben ser limpiadas en la fase preliminar y sí en la fase final del examen. La limpieza deberá ser realizada por el propio analizador, para que no se destruyan vestigios que pueden ser importantes. Después de la limpieza, las piezas deben ser etiquetadas para facilitar la identificación y la secuencia de montaje de la máquina.

Características generales de los daños y defectos

Los daños y defectos de piezas generalmente, aparecen en los llamados intensificadores de tensión y estos son causados por error de proyecto o especificaciones. Si los intensificadores de tensión residen en el error de proyecto, la forma de la pieza es el punto crítico a ser examinado, por otro lado, si los intensificadores de tensión residen en las especificaciones, estas son la que influirán en la estructura interna de las piezas.

El error más frecuente en la forma de la pieza es la aparición de cantos vivos.

Las figuras muestran líneas de tensión en piezas con cantos vivos. Con cantos vivos, las líneas de tensión pueden romperse fácilmente.

Cuando ocurre cambios bruscos de sección en una pieza , los efectos son prácticamente iguales a los provocados por cantos vivos.

Por otro lado si los cantos fuesen excesivamente suaves, un único caso es perjudicial. Se trata del caso de exceso de radio de una pieza en contacto con otra. Por ejemplo en la figura de abajo, la tensión provocada por el canto de un eje rotativo con exceso de radio dará inicio a una fisura que se propagará en toda la vuelta.

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Análisis de fallas y cuidados con componentes mecánicos

Cabos de acero

Los cabos de acero al ser instalados, no deben presentar nudos ni sufrir rozamientos en la lateral de las poleas – por donde pasarán- y mucho menos con el suelo. Nudos y rozamientos no deseados, disminuyen la vida útil de los cabos de acero.

Estando en servicio los cabos de acero pueden presentar los siguientes defectos: ruptura, jaula de pajarito, aplastamiento, quiebra de hilos externos y ondulaciones

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correcto incorrecto

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Nociones de Mantenimiento