Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones
IDENTIFICACION DE ESTRUCTURA DE MÁQUINA Y ELEMENTOS ESTRUCTURA DE UNA MÁQUINA Y ELEMENTOSDE DEDESGASTE DESGASTE
Gildemeister Gildemeister
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Material de Profundizaci贸n
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones ÍNDICE DE CONTENIDO
Introducción Contenidos Tema 1: Manuales de Servicio 1.1. Función 1.2. Contenidos Tema 2: Mantenimiento Maquinaria Pesada 2.1. Definición de mantenimiento 2.2. Clasificación del mantenimiento 2.3. Lubricación 2.3.1 Función 2.3.2 Tipos 2.3.3 Propiedades 2.3.4 Aditivos 2.4. Intervenciones 2.4.1 Soldadura 2.4.2 Uso lubricantes fuera de norma 2.4.3 Consecuencias de una mala operación de la máquina Conclusiones Bibliografía Conceptos claves: manuales de servicio, mantenimiento maquinaria pesada, lubricación, intervenciones, soldadura, mala operación.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones INTRODUCCIÓN Para lograr una vida útil extensa de cualquier máquina, es necesario por una parte, que el personal a cargo tanto en la operación como en las mantenciones, tenga el conocimiento necesario para evitar daños o paradas, incrementando los costos de producción o disminuyendo la disponibilidad. Se comenzó en esta unidad definiendo la función y la información contenida en el manual de operación y mantenimiento de una máquina, la cual resulta clave tanto en aspectos operativos y de seguridad, como de disponibilidad para efectuar la función para la cual fue diseñada, a través de las cartas de mantenimiento según las horas de trabajo realizadas. Luego hubo un enfoque en el concepto de mantenimiento en general, así como sus diferentes tipos: correctivo, predictivo, preventivo entre otros. Una de las tareas básicas del mantenimiento es la lubricación, por lo tanto profundizará en la función, tipos y propiedades de los lubricantes y los distintos aditivos,
que ayudan a mejorar algunas propiedades de los lubricantes.
Finalmente, consideraremos las intervenciones realizadas a las distintas partes y
piezas,
considerando
las
recomendaciones
del
fabricante,
y
las
consecuencias en la funcionalidad de la máquina al realizar una mala operación y utilizar lubricantes que no corresponden a una aplicación dada.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones Tema 1: Manual de Servicio 1.1. Función ¿Cuál es la función de un manual de servicio? La función de los manuales de
servicio
consiste
básicamente
en
entregar
información respecto a la seguridad, funcionamiento, mantenimiento y reparación de
una
máquina,
a
diferencia de un catálogo o folleto comercial en el cual principalmente podemos encontrar las características y especificaciones técnicas de los sistemas que la componen.
Para poder acceder a estos manuales y algunos más específicos tales como los de despiece, se necesitan el número de identificación de la máquina, nombre y modelo, para que de esta manera el fabricante pueda proporcionar la documentación que corresponde.
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1.2. Contenidos ¿Qué información relevante puedo encontrar en un manual de servicio? En un manual de servicio se puede encontrar generalmente la siguiente información, la cual puede variar respecto al fabricante: información general número de identificación recomendaciones del fabricante respecto a reparaciones principales partes componentes, información de seguridad de operación, de los paneles de control e instrumentación operaciones de transporte y trabajo mantenimiento, alarmas de funcionamiento, accesorios y especificaciones técnicas.
Esta información puede variar en mayor o menor cantidad de contenidos según fabricante.
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Tema 2: Mantenimiento Maquinaria Pesada 2.1. Definición de mantenimiento ¿Qué es el mantenimiento? Podemos definir el mantenimiento a una máquina como: el conjunto de procedimientos técnicos ordenados y ligados entre sí, para lograr el buen funcionamiento de un equipo, así como, para la conservación del mismo. 2.2. Clasificación del mantenimiento ¿Cómo se clasifica el mantenimiento?
Mantenimiento Correctivo No Planificado Este mantenimiento realiza la corrección de las averías o fallas, cuando éstas se presentan, y
no planificadamente. Esta forma de mantenimiento impide el
diagnostico fiable de las causas que provocan la falla, pues se ignora si falló por mal trato, por abandono, por desconocimiento del manejo, por desgaste natural, etc. El ejemplo de este tipo de Mantenimiento Correctivo no planificado, es la habitual reparación urgente tras una avería que obliga a detener el equipo o máquina dañada.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones Mantenimiento Correctivo Planificado El Mantenimiento Correctivo Planificado consiste la reparaciĂłn de un equipo o mĂĄquina cuando se dispone del personal, repuestos, y documentos tĂŠcnicos necesarios para efectuarlo.
Ventajas del Mantenimiento Correctivo:
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Mantenimiento Preventivo: La programación de inspecciones, tanto de funcionamiento como de seguridad, ajustes, reparaciones, análisis, limpieza, lubricación, calibración, que deben llevarse a cabo en forma periódica en base a un plan establecido y no a una demanda del operario o usuario; también se conoce como Mantenimiento Preventivo. Su propósito es prever las fallas, manteniendo los sistemas de infraestructura, equipos e instalaciones productivas en completa operación a los niveles y eficiencia óptimos. La característica principal de este tipo de mantenimiento es la de inspeccionar los equipos y detectar las fallas en su fase inicial, y corregirlas en el momento oportuno. Con
un
buen
Mantenimiento
Preventivo,
se
obtienen
experiencias
en
la
determinación de causas de las fallas repetitivas, o del tiempo de operación seguro de un equipo, así como poder definir puntos débiles de las máquinas, etc.
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Mantenimiento Predictivo: El mantenimiento predictivo es una técnica para pronosticar el punto futuro de falla de un componente de una máquina, de tal forma que dicho componente pueda reemplazarse, con base en un plan, justo antes de que falle. Así, el tiempo muerto del equipo se minimiza y el tiempo de vida del componente se maximiza. Esta técnica supone la medición de diversos parámetros que muestren una relación predecible con el ciclo de vida del componente. Algunos ejemplos de dichos parámetros se obtienen mediante análisis de parámetros tales como:
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones análisis de vibraciones ultrasonido termografías, etc. El uso del mantenimiento predictivo consiste en establecer, en primer lugar, una perspectiva histórica de la relación de la relación entre la variable seleccionada y la vida del componente. Esto se logra mediante la toma de lecturas de algunos parámetros, en intervalos periódicos hasta que él componente falle.
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2.3. Lubricación ¿Qué es la lubricación? Los principios básicos de la lubricación se sustentan en estos tres conceptos: Lubricación: Procedimiento para reducir la fricción y el desgaste Fricción: Resistencia al movimiento Desgaste: Pérdida o destrucción del material
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones 2.3.1 Función ¿Cuál es la función de los lubricantes? Se
llama
sustancia
lubricante sólida,
a
toda
semisólida
o
líquida, de origen animal, mineral o sintético que, puesto entre dos piezas con movimiento entre ellas, reduce el rozamiento y facilita el movimiento. Sus principales funciones son: lubricar, enfriar, limpiar, sellar y proteger. Régimen
límite:
Espesor
de
película lubricante menor que las asperezas de la superficie
Régimen Hidrodinámico: Espesor de película
lubricante
mayor
que
las
asperezas de la superficie
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones 2.3.2 Tipos ¿Cuáles son los tipos de lubricantes? Los lubricantes están definidos por una serie de características, algunas de las cuales se utilizan para clasificar los aceites o grasas. a) Grasas lubricantes Es un producto solido a semisólido obtenido de la mezcla de un espesante en un aceite lubricante y reforzado con aditivos para mejorar sus propiedades, con el fin de lograr permanencia del aceite por más tiempo. La función del espesante es similar al de una esponja, retener el aceite lubricante para liberarlo poco a poco de acuerdo a las necesidades del elemento. La grasa se utiliza en la lubricación de elementos tales como cojinetes de fricción y antifricción, levas, guías, correderas, pasadores, piñonera abierta y en algunos rodamientos.
b) Aceites lubricantes Un aceite lubricante resulta de la mezcla de aceites básicos más un paquete de aditivos para reforzarlos. Un aceite básico proviene del petróleo, a partir del proceso de
refinación.
Entre
los
distintos
tipos
de
aceites
lubricantes podemos nombrar de acuerdo a su origen: minerales, vegetales, sintéticos y animales.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones Aceites Básicos: Parafinados: Consisten en bases que resisten efectos de alta temperatura como oxidación, perdida de viscosidad, volatilidad y excesivo consumo de aceite. Entre sus aplicaciones podemos nombrar: automotrices e industriales. Naftenicos: Consisten en bases que presentan un alto desempeño a bajas temperaturas
y
buenas
propiedades
dieléctricas.
Aplicación
en
transformadores y refrigeración. Lubricantes Minerales: Los lubricantes minerales están compuestos en su mayoría por petróleo, y son los que más se comercializan actualmente como aceites lubricantes, para la mayoría de dispositivos mecánicos y eléctricos debido a su menor costo en comparación a los sintéticos. Lubricantes Sintéticos: Los lubricantes sintéticos, son productos elaborados o sintetizados por reacción química para producir un fluido de características determinadas. Se emplean cuando se quiere reducir el consumo de potencia, disminuir la reposición de partes (repuestos) y alcanzar la máxima capacidad productiva de la maquinaria. Su utilización se recomienda en lugares de difícil acceso o en equipos que deberán funcionar con intervalos prolongados de cambio de aceite. Son de mayor costo debido al proceso químico adicional al cual es necesario someter la base primaria.
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2.3.3 Propiedades ¿
Cuáles son las propiedades características de los lubricantes?
Densidad
La densidad de un aceite lubricante se mide por comparación entre los pesos de un volumen determinado de ese aceite y el peso de igual volumen de agua destilada, cuya densidad se acordó que sería igual a 1, a igual temperatura. Para los aceites lubricantes normalmente se indica la densidad a 15ºC.
Viscosidad
La viscosidad se define como la resistencia de un líquido a fluir. Esta resistencia es provocada por las fuerzas de atracción entre las moléculas del líquido.
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Índice de viscosidad
Se entiende como índice de viscosidad, el valor que indica la variación de viscosidad del aceite con la temperatura. Siempre que se calienta un aceite, éste se vuelve más fluido, su viscosidad disminuye; por el contrario, cuando el aceite se somete a temperaturas cada vez más bajas, éste se vuelve más espeso o sea su viscosidad aumenta.
Untuosidad
La untuosidad es la propiedad que representa mayor o menor adherencia de los aceites a las superficies metálicas a lubricar y se manifiesta cuando el espesor de la película de aceite se reduce al mínimo, sin llegar a la lubricación límite.
Punto de combustión
Si prolongamos el ensayo de calentamiento del punto de inflamación, notaremos que el aceite se incendia de un modo más o menos permanente, ardiendo
durante unos segundos, entonces es cuando se ha conseguido el punto de combustión.
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Punto de inflamación
El punto de inflamación de un aceite lo determina la temperatura mínima a la cual los vapores desprendidos se inflaman en presencia de una llama.
Punto de congelación
Es la temperatura a partir de la cual el aceite pierde sus características de fluido para comportarse como una sustancia sólida.
Acidez
Los diferentes productos terminados, obtenidos del petróleo bruto pueden presentar una reacción ácida o alcalina. En un aceite lubricante, una reacción ácida excesiva puede ser motivo de un refinado en malas condiciones. A esta acidez se le llama acidez mineral.
Índice de basicidad t.b.n.
Es la propiedad que tiene el aceite de neutralizar los ácidos formados por la combustión en los motores. El T.B.N. (total base number) indica la capacidad básica que tiene el aceite. Si analizamos un aceite usado el T.B.N residual nos puede indicar el tiempo (en horas) que podemos prolongar los cambios de aceite en ese motor.
Demulsibilidad
Es la mayor o menor facilidad con que el aceite se separa del agua, esto es, lo contrario de emulsibilidad.
Color
Cuando observamos un aceite lubricante a través de un recipiente transparente el color nos puede dar idea del grado de pureza o de refino.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones 2.3.4 Aditivos ¿Qué son los aditivos? Son compuestos químicos que se le agregan a un aceite básico, para reforzar e impartirle nuevas propiedades lubricantes, logrando que los lubricantes cumplan su función de proteger y extender la vida útil del equipo y del aceite.
¿Cuáles son los tipos de aditivos?
Aditivo Detergente: El aditivo detergente mantiene limpio el equipo y por su propiedad alcalina neutraliza también los efectos de los ácidos evitando la corrosión. Aditivos Dispersante: Es un compuesto químico que mantiene en suspensión (flotando) a los contaminantes derivados de la combustión. Los filtros logran retener aquellos contaminantes de mayor tamaño y las partículas pequeñas que provocan que el aceite se ponga negro.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones Aditivo Antidesgaste: La correcta viscosidad logra separar las superficies en movimiento, pero éste aditivo logra reforzar este trabajo, formando una película, la cual evita el contacto metálico por lo tanto contribuye a una mejor lubricación, disminuyendo el desgaste de las piezas y la degradación del aceite.
Aditivo Antioxidante: Los aceites al ser sometidos a temperatura elevada y en presencia de oxigeno tienden a oxidarse, (descomponerse) por lo cual este aditivo los protege y ayuda a aumentar el periodo de drenado. Aditivo Anticorrosivo: Cuando se forman productos corrosivos como humedad y ácidos producto de las condiciones ambientales, se contrarrestan con este aditivo que protegen a todas las partes metálicas de su ataque. Modificador de Viscosidad: Los aceites tienden a engrosarse con el frio y se adelgazan con el calor. Esta variación afecta las condiciones de operación del elemento, luego este aditivo reduce la variación, haciendo que sea más fluido o menos viscoso en frio y más grueso o más viscoso en caliente. Presión Extrema: Debido a las elevadas cargas que soportan algunos elementos, la película lubricante del aceite se rompe, luego este aditivo a base de azufre y fosforo forma una película más fuerte y evita el contacto metálico. El trabajo que realiza el aceite agota sus aditivos, por tal razón es muy importante realizar los cambios a periodos no muy largos, para contrarrestar el desgaste del equipo y disminuir los costos de operación.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones ¿Cuáles son las normativas para lubricantes? SAE: Sociedad de Ingenieros Automotrices
GRADOS
VISCOSIDAD EN cSt A 100°C
SAE
MIN.
MAX.
0W
3.8
-
5W
3.8
-
10W
4.1
-
15W
5.6
-
20W
5.6
-
25W
9.3
-
20
5.6
9.3
30
9.3
12.5
40
12.5
16.3
50
16.3
21.9
60
21.9
26.1
SAE 30:
Temperatura alta SAE 40: Temperatura alta SAE 10W: Temperatura baja SAE 20W: Temperatura baja
SAE 15W-40 Temp baja – Temp alta
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones Aceites Monogrados y Multigrados El aceite monogrado solo tiene un grado de viscosidad, esta tiende a disminuir considerablemente a altas temperaturas y mantiene una viscosidad mucho mayor en frio. Ejemplos: SAE 20, SAE 40 Los aceites multigrados varían muy poco su viscosidad para diferentes rangos de temperatura lo cual es preferible ya que alarga la vida del motor. Ejemplos: SAE 5W-20, 10W-30, 20W-40 Ventajas de los Multigrados Amplio rango de temperatura y operación Menor desgaste de partes en contacto y en movimiento Mejor operación y mayor vida de las partes en contacto Reduce la fricción Tienen la facilidad de fluir a bajas temperaturas reduciendo la fricción y el desgaste La mejor y mayor fluidez del aceite genera una lubricación más rápida al entrar en contacto las partes en movimiento
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2.4. Intervenciones Las intervenciones realizadas sobre los elementos de las maquinarias, deben regirse bajo las recomendaciones del fabricante, las que se establecen en el manual de servicio, ya que una incorrecta intervención podría producir daños estructurales, de funcionamiento y de seguridad, tanto para el operador como para el entorno. Entre las intervenciones utilizadas se encuentran: la soldadura, uso de lubricantes fuera de normas y de mala operación, esto quiere decir utilizar la máquina en una función para la cual no fue diseñada. 2.4.1 Soldadura ¿Qué es la soldadura? Es un proceso de unión de materiales, en el cual se funden las superficies de contacto de dos o más piezas mediante la aplicación conveniente de calor y/o presión. ¿Para qué me sirve la soldadura? La soldadura me sirve para realizar una unión permanente, entre dos elementos. Ventajas La unión soldada puede ser más fuerte que los materiales originales. Es la forma más económica de unir componentes, en términos del uso de materiales y costos de fabricación. No se limita a la fábrica, puede realizarse en terreno.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones
Desventajas: La mayoría de las operaciones de soldadura se realizan en forma manual y son caras en términos de mano de obra. La mayoría de los procesos de soldadura son inherentemente peligrosos debido a que implican el uso de mucha energía. Debido a que la soldadura logra una unión permanente entre los componentes, no permite un desensamble adecuado. La unión soldada puede tener ciertos defectos de calidad. En el siguiente link se encuentra un manual de soldadura donde se pueden encontrar los procesos, sistema al arco, sistema MIG sólido, tubular, de arco sumergido, TIG, oxigas, soldadura de mantención, trochado y las tablas correspondientes, elaborado por la empresa Indura. En la próxima unidad ahondaremos más en la soldadura de reparación y recuperación. 2.4.2 Uso lubricantes fuera de norma ¿Qué ocurre entre los elementos en contacto cuando se utiliza lubricantes fuera de norma? Los lubricantes, tanto grasas como aceites, que deben ser aplicados en los diferentes sistemas y elementos de contacto, son recomendados por el fabricante, que en este caso son de la línea AKCELA. Esto debido a que los aditivos que traen incorporados, están considerados de acuerdo a las características de operación que realizan cada uno de los elementos o sistemas. Utilizar otro lubricante trae como consecuencia un desgaste elevado y prematuro de los elementos o piezas, terminando finalmente en la destrucción total no solo del elemento sino también de algunos elementos
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones circundantes o que tengan directa relación con él. En el siguiente link, se muestra un video en el cual queda en evidencia las consecuencias del uso de un lubricante inadecuado para la función de la pieza. 2.4.3 Consecuencias de una mala operación de la máquina ¿Qué consecuencias trae una mala operación de la máquina? Básicamente las consecuencias de una mala operación para una maquinaria pesada involucran desde una disminución en su vida útil
hasta la rotura
definitiva, dejándola inhabilitada para cumplir sus funciones.
La mala
operación se debe a operadores no calificados, sin conocimientos acerca del manejo de la máquina, ni de los riesgos personales que podría llegar a sufrir.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones CONCLUSIONES: Es así como en esta unidad hemos definido los contenidos que se pueden encontrar en el manual de servicio de una máquina, como también la que se puede obtener en catálogos y folletos de promoción. Mientras que el manual de servicio está enfocado a la información general, de seguridad, de controles, de operación, instrumentos, transporte, problemas, accesorios y mantenimiento, en los otros documentos técnicos podemos obtener las características,
especificaciones
técnicas,
versatilidad
y
servicio
de
mantenimiento del distribuidor, entre otros. También se definió la función del mantenimiento como: el conjunto de procedimientos técnicos ordenados y ligados entre sí, para lograr el buen funcionamiento de un equipo, así como, para la conservación del mismo. Además se distinguieron los distintos tipos de mantenimientos: correctivo, preventivo y predictivo en lo que se refiere a sus características, ventajas y desventajas. Uno de los procesos más importante del mantenimiento preventivo es la lubricación, la cual se define como: un procedimiento para reducir la fricción y el desgaste. Entre los lubricantes podemos nombrar a las grasas y los aceites, los cuales incrementan sus propiedades (densidad, viscosidad, punto de inflamación, entre otras propiedades) con los distintos tipos de aditivos, según el uso o aplicación del lubricante. Finalmente se definieron los tipos de intervenciones sobre una máquina, con el objeto de incrementar su uso, entre los cuales nombramos la soldadura, el uso de lubricantes fuera de norma y la mala operación de la máquina, con las respectivas consecuencias en la disminución de la vida útil, riesgos asociados para el operario y la disminución del rendimiento y productividad para lo cual fue diseñada.
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Unidad 3. Mantenciones e Intervenciones Bibliografía: Apuntes
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Recuperado
el
25
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http://es.slideshare.net/isabelgilbrettiscom/01-lubricacion-y-lubricantes-14652905 CASE Construction. (2010 Septiembre). Operator’s Manual Loader Backhoe 580N, 580 SN-WT, 580 SN, 590 SN. Indura. Manual de Soldadura. (2007 Marzo). Recuperado el 5 de Agosto 2013 http://www.indura.cl/_file/file_2182_manual%20de%20soldadura%20indura%2020 07.pdf Técnicas
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Mantenimiento Industrial. Recuperado el 20 de
Agosto 2013
http://es.slideshare.net/guionbajho/mantenimiento-industrial?from_search=1
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