Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 1

Mantenimiento enLatinoamérica

Septiembre – Octubre 2009

La Revista para la Gestión Confiable de los Activos

La Hora y la Oportunidad para el Mantenedor

Creando una Cultura para la Gestión del Mantenimiento

El ahorro energético se logra con el mantenimiento

Confiabilidad en Transmisiones Mecanicas por Fajas en V

Principales Técnicas de Diagnóstico Usadas en el Mantenimiento Predictivo

Fuerza de Fricción: Factor Negativo en las Empresas Industriales

Implementacion del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) enPlanta de Alimentos

Visión, Misión del Departamento de Mantenimiento Procuremos que nosean imposibles

Volumen 1 – N° 5

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 2

Contenido

3 Editorial

4 La Hora y la Oportunidad para el MantenedorSi la expectativa de una planta es producir 100 piezas por minuto, con un desempeño del 100% es posible haceresto.

6 Creando una Cultura para la Gestión del MantenimientoConseguir dentro de la compañía una cultura que apoye como es requerido la estrategia elegida, e incluso conseguirla cultura en el personal responsable del mantenimiento no es del todo fácil.

8 El ahorro energético se logra con el mantenimiento

¿de qué nos sirve el mejor diseño y la mejor instalación de un sistema de aire acondicionado donde se han aplicadolos últimos componentes de conservación de energía y los equipos más eficientes y sin embargo, no se les da elmantenimiento preventivo apropiado?

9 Confiabilidad en Transmisiones Mecanicas por Fajas en V

Por su simplicidad, generalmente no reciben mucha atención, sin embargo el cumplimiento de un plan mínimo demantenimiento proactivo, puede mejorar la confiabilidad de estos sistemas con ahorros en gastos de mantenimiento yconsumo de energía.

15 Principales Técnicas de Diagnóstico Usadas en el Mantenimiento Predictivo

El método o prueba de líquidos penetrantes (LP), se basa en el principio físico conocido como "Capilaridad" es unmétodo de ensayos no destructivo.

18 Fuerza de Fricción: Factor Negativo en las Empresas Industriales

Los elementos de una máquina podrían fallar catastróficamente si no se lubricaran, y aunque esto se hiciera, si ellubricante no es el adecuado, el mecanismo, dentro de un proceso más lento también se dañaría finalmente.

24 Implementacion del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) en Planta de Alimentos

El plan de implementación se realizó usando la técnica de Análisis Rápido RCM (fast-raced RCM analysis) aplicadopara la industria en general.

28 Visión, Misión del Departamento de Mantenimiento - Procuremos que no sean imposiblestoda organización (incluido los talleres o departamentos de mantenimiento) debe contar con su visión y su misión. Elpunto es saber cuantos de nosotros hemos pensado en esto o hemos establecido este parámetro de referenciaorganizacional.

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Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 10

Confiabilidad en Transmisiones Mecanicas porFajas en V

Víctor D. Manríquez RosalesJefe del Dpto. deMantenimiento MecánicoPlanta Pan American SilverS.A.C. – Mina Quiruvilca.vmanriquez62@yahoo.esPerú

RESUMEN

Las transmisiones mecánicas por fajas en V son unelemento frecuente en la industria, especialmente enlas plantas concentradoras de la industria minera enbombas y máquinas de celdas de flotación.Por su simplicidad, generalmente no reciben muchaatención, sin embargo el cumplimiento de un planmínimo de mantenimiento proactivo, puede mejorar laconfiabilidad de estos sistemas con ahorros en gastosde mantenimiento y consumo de energía.En el caso de la Planta Concentradora de PanAmerican Silver S.A.C. – Mina Quiruvilca, se encontróanalizando las prácticas de mantenimiento y losconsumos de fajas del año 2000 que éstas seguíansólo un planteamiento de tipo correctivo, y que loscomponentes de estas transmisiones presentabancondiciones subestándares.Se evaluó el estado de las transmisiones y. analizaronlas condiciones anómalas de operación y dealmacenamiento y manipuleo. Así mismo elconocimiento del personal sobre las condiciones deoperación y mantenimiento y la existencia de mediospara el chequeo de estos elementos.A fin de mejorar el funcionamiento de lastransmisiones y mejorar la operatividad de la planta sedeterminaron las medidas a implementar en diversosaspectos que incluyen: verificación del diseño de latransmisión, estandarización, optimización de loscomponentes de la transmisión, montaje yalineamiento, condiciones de almacenamiento, controlperiódico de parámetros, capacitación del personalpara estas tareas.Finalmente se evaluó la confiabilidad inicial de lastransmisiones y los nuevos valores obtenidos luego deimplementar las medidas de mejora.En este trabajo se presentan la evaluación realizadade las transmisiones por fajas en V, las medidasejecutadas y los resultados obtenidos.

INTRODUCCIÓN

Las operaciones de Pan American Silver S.A.C. –Mina Quiruvilca están ubicadas en el distrito deQuiruvilca, provincia de Santiago de Chuco,departamento de La Libertad.La Planta Concentradora se encuentra en el caseríode Shorey a 3 700 m.s.n.m.Se obtienen concentrados de zinc, plomo y cobre concontenidos de plata.

La planta procesa actualmente un promedio de 45 000TM mensuales, teniendo capacidad de procesamientode hasta 2 300 TM diarias.El proceso de la Planta Concentradora hace uso dediferentes equipos mecánicos, como son bombas,espesadores, celdas de flotación, filtros de vacío, etc.Dentro de ellos las transmisiones mecánicas por fajasen V son el medio de transmisión usado con mayorfrecuencia.Se cuenta con un total de 35 bombas y 67 celdas deflotación que emplean transmisión por fajas,requiriéndose un total de 162 fajas en V, por lo cual seconsideró conveniente iniciar una evaluación de lasmismas. Las fajas en V de sección clásica (A, B, C, Dy E) son el tipo de faja más empleado.

SITUACION EXISTENTE

En Julio 2000 el Departamento de MantenimientoMecánico Planta que dependía de la Superintendenciade Planta fue transferido a la Superintendencia deMantenimiento, con el objeto de desarrollar un trabajomás coherente y ordenado.En diferentes aspectos de la ejecución delmantenimiento se vienen implementando mejorastécnicas. Uno de estos ha sido el de lastransmisiones mecánicas por fajas en V.

GASTO EN FAJAS EN V AÑO 2000

Los gastos en fajas a lo largo del año 2000 fueroncomo se detalla en el siguiente Cuadro:

Cuadro 1Gasto en fajas - Año 2000

Anual 13 353,76$

PromedioMensual

1 112,81$

CARACTERÍSTICAS DE LAS TRANSMISIONES

De una primera inspección se pudo determinar losiguiente:

Uso de fajas de diferente calidad, dependiendo de lamarca adquirida.

Poleas con número de canales en exceso de losrequeridos para el número de fajas enoperación.

Tamaños de poleas por debajo de los mínimosrecomendados según estándares.

Desalineamiento notorio en muchas de ellas.Desgaste excesivo de los canales de las poleas.Uso de poleas de perfil incorrecto del correspondiente

al diámetro de la polea y perfil de la faja.Tensión inadecuada de las fajas.Ambiente agresivo por humedad y pulpa de mineral.

MONTAJE. MANTENIMIENTO YALMACENAMIENTO

En lo que se refiere de las fajas en V se observó losiguiente:Uso de hasta 3 números consecutivos de faja para un

mismo equipo.

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 11

Diámetro de paso(Pulg./mm)

Dimensiones estándares(Pulg.)

Faja Mínimorecomendado

Intervalos

Angulocanal (°)

W D X S E

2,6 – 5,466,0-137,2

34 0,494

A 3,076,2 > 5,4

137,1638 0,504

0,490 0,125 5/8 3/8

4,6 – 7,0116,8-177,8

34 0,637

B 5,4137,2 >7,0

177,838 0,650

0,580 0,175 ¾ ½

7,0 – 7,99177,8-202,9

34 0,879

8,0 – 12,0203,2-304,8

36 0,887C 9,0228,6

> 12,0304,8

38 0,895

0,780 0,200 1 11/16

12,0 – 12,99304,8-329,9

34 1,259

13,0 – 17,0330,2-431,8

36 1,271D 13,0330,2

> 17,0431,8

38 1,283

1,050 0,300 1 7/16 7/8

18,0 – 24,0457,2-609,6

36 1,527

E 21,0533,.4 >24,0

609,638 1,542

1,300 0,400 1 ¾ 1 1/8

Ejecución incorrecta del montaje de las fajas en V,éste es realizado, por los operadores de laPlanta Concentradora.

Condiciones inadecuadas de almacenamiento.Carencia de un plan de inspección de estas

transmisiones.Cambio sucesivo de fajas sin análisis de la causa de la

rotura, especialmente por falta de verificación decondiciones operativas.

ANALISIS DE CAUSAS FRETT

Las condiciones anómalas de operación se agrupanbajo el acrónimo FRETT, proveniente de las inicialesen inglés de:

F: Force (Fuerza)R: Reactive (CondicionesE: Environment Ambientales)T: Temperature (Temperatura)T: Time (Tiempo)

Identifiquemos cuales son las condiciones anómalasdentro de cada uno de estos rubros:Fuerza: Ocasionada en el montaje por inadecuadatensión de fajas, desalineamiento y tamañosinadecuados de polea.Condiciones ambientales: Ambiente húmedo,presencia de pulpa de mineral, canales de poleasdesgastados.

Temperatura: La temperatura ambiente de diseño delos fabricantes de fajas es de aproximadamente 30°C.En nuestra locación la temperatura ambiente máximaanual es de 18°C.Las fajas se ven afectadas con una disminución del50% de su vida útil por cada 20°C de incremento de latemperatura ambiente por encima 30°C Por ello la temperatura ambiente no es un factor queafecte.Adicionalmente la tensión inadecuada ocasiona elcalentamiento de las transmisiones y las fajas.Tiempo: Menor duración de las fajas por lascondiciones anómalas descritas.

INSPECCION DE POLEAS

Observando la importancia del estado de la poleasobre las condiciones anómalas de las fajas seprogramó la inspección de poleas en un grupo de 20bombas.

La inspección se desarrolló a fin de determinar lossiguientes aspectos:

Poleas con el número adecuado de canalesPoleas con diámetros inferiores al estándar

recomendado.Desgaste del canal de la polea.Las dimensiones se verificaron de acuerdo al

estándar contenido en la Figura 1 y Cuadro 2:

Figura 1Dimensiones características del perfil de poleas para fajas en V clásicas.

Cuadro 2Dimensiones estándaresde canales para poleasde fajas múltiples

12

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Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 13

Como se ha mencionado, se efectuó la inspección delas poleas de un total de 20 bombas de la plantaconcentradora, utilizándose una galga para perfil decanales de poleas. En el Apéndice 13.4 se incluye elCuadro 11 con los detalles de la inspección.De la información allí presentada encontramos losiguiente:

Diámetros de poleas inadecuados (6)Poleas con número de canales en exceso para las

fajas en operación (39)Perfil incorrecto (5)Esta información se resume en el gráfico

siguiente:

Figura 2Estado de poleas

34

1

35

6

39

5

0

10

20

30

40

Diámetro Canales PerfilEstándar Subestándar .

Como se aprecia en la figura precedente es bastantemarcado el uso de poleas subestándares,principalmente en el número de canales mayor que elde fajas.Se encontró para el desgaste de los canales, ladistribución que se muestra en la figura siguiente:

Figura 3Desgaste del canal de las poleas

Muy severo18%

Severo5%

Medio20%

Ligero49%

Ninguno8%

Como se observa un 43% de las poleas en operacióntienen un desgaste de medio a muy severo, incidiendoen el rendimiento de la transmisión.

MEDIDAS IMPLEMENTADAS

Con base en la situación descrita en el punto 3 y a losresultados de la inspección previamente señalada sehan implementado las medidas que se reseñan acontinuación.

Calidad de las fajas

El primer paso fue determinar los requisitos de calidadde las fajas a usarse, esta evaluación se basó en suscaracterísticas físicas y cumplimiento con estándares

(Ver Apéndice). Se determinó 3 marcas quesatisfacían nuestros requisitos y de ellas se vienetrabajando con 2.Un aspecto importante en la selección es la toleranciapara funcionamiento de fajas en transmisionesmúltiples. Esta tolerancia es definida por la RMA (VerApéndice 13.4). Algunas marcas tienen toleranciasmás exigentes que las de la RMA, empleando unadesignación particular en el código de la faja, paraseñalarlo.El uso de estas fajas permite formar sin elecciónprevia juegos arbitrarios de fajas de igual desarrollonominal y nos garantiza en las transmisionesmúltiples:

Distribución pareja de cargasMarcha suaveMejora del rendimiento

Estandarización de fajas

A continuación se efectuó un inventario de las fajasutilizadas en Planta, encontrándose que los tamañosde fajas en uso, podían reducirse mediante laregulación de distancia entre centros de algunosequipos y la eliminación del uso de 3 tamaños de fajasconsecutivos en un mismo equipo.Se hizo una cuadro de requerimiento de las mismaspara estandarizarlas: Tipos A, B, C y 3V, y así sedeterminó las que debían mantenerse en stock en labodega del Taller para su cambio cuando seanecesario y en Almacén General. Así se pasó de 46tipos de fajas A y B a un total de 38.

Chequeo de transmisiones

Se procedió luego a la verificación del cálculo de lastransmisiones, la potencia y velocidad optimas para lafaja en V.La potencia básica para una faja en V corregida por elratio de velocidad, podemos obtenerla de la expresión:

rKdrKdrKdKKdrP SR log/ 42

321 ( 1)

Donde:P = Potencia (HP)d = Diámetro de paso de la polea más pequeña (pulg.)r = RPM del eje más rápido dividido por 1000KSR = Factor de relación de velocidad.K1, K2, K3, K4 = Parámetros de sección transversalLa potencia básica multiplicada por K, que es elfactor de corrección de ángulo y por el factor decorrección de longitud de faja, nos permite obtener lapotencia por faja para una transmisión específica.

Balanceo de poleas

Se solicitaron 10 juegos de poleas para cambiaraquellas con mayor desgaste. Un balanceo estático esnormalmente suficiente para prevenir fuerzas dedesbalance, no obstante, a altas velocidades, elbalanceo estático o el dinámico en un solo planopuede no ser suficiente.Existe una velocidad máxima en función del diámetro yancho de la polea para la cual el balanceo estático es

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 14

suficiente, por encima de esta velocidad el balanceodinámico en dos planos es requerido.En nuestro caso todas las poleas fueron solicitadasbalanceadas dinámicamente.

Verificación de tensión

La tensión de la faja tiene también un papeldeterminante sobre el rendimiento de la misma. Latensión excesiva acorta la vida de las fajas y losrodamientos.La mejor tensión para una faja es la menor tensión ala cual la faja no resbalará con la condición de cargamás alta.La adecuada tensión inicial y el chequeo periódicode la tensión en fajas ayuda a prolongar la vida deestos elementos.Se adquirieron dos medidores de tensión de fajas,implementándose un programa de control:Probador de tensión tipo lápiz para medir tensiónindividual.Probador de tensión con doble cilindro para medirtensión de varias fajas en transmisiones múltiples.La tensión estática por juego de fajas puededeterminase según:

Tst =Tensión estática (lb)K = Factor de corrección de ánguloN = Número de fajasV = Velocidad de la faja (pie/min)M = Constante del fabricanteA partir del valor obtenido se puede determinar lasfuerzas máxima y mínima para tensar la transmisión.

Condiciones de almacenamiento

Se consultó información proporcionada por uno denuestros proveedores, donde se pre cisan lascondiciones óptimas de almacenamiento queconserven las características de las fajas en V.De las medidas allí indicadas se implementaron enforma inmediata las siguientes:Mantener el stock de fajas en el taller en el mínimonecesario para atender situaciones de emergencia yevitar así el deterioro por causa del ambiente.Preparación de cilindros de PVC para ser usadoscomo soportes y reemplazar los clavos de los cualesse colgaban las fajas. Los diámetros de los cilindrosse determinan de acuerdo al espesor del tipo de fajarespectiva. El diámetro del cilindro donde descansala faja, debe corresponder por lo menos a 10 vecesla altura de la sección de la faja.Cambio del tipo de iluminación del ambiente.

Alineamiento

Otro aspecto determinante en el rendimiento de latransmisión es el alineamiento. En el montaje de

las nuevas poleas y fajas se ha cuidado de esteaspecto.La primera verificación es la de excentricidad de losejes que no debe superar los +/ -0,08 mm (0,003”),esta verificación debe ser realizada también en elborde exterior de las poleas. Una excentricidadsuperior a la señalada causa que la faja se afloje enla posición de las 3 horas y se tense en la de las 9horas con el consiguiente deterioro.Luego verificar la soltura de los pernos de fijacióndel bastidor, que no debería superar los 0,05 mm(0,002”).Entre las poleas pueden presentarse dos tipos dedesalineamiento, angular y paralelo.El desalineamiento paralelo viene dado por:

Figura 1

Donde:P = Desalineamiento ParaleloY = Distancia vertical entre las poleas.L = Distancia entre las poleas.El desalineamiento angular se obtiene de:

Figura 2

Donde:A = Desalineamiento angularX1, X2 = Distancias desde los bordes de la polea a lalínea rectaD = Diámetro de la polea.El desalineamiento total recomendado es de 0,5°.Aunque las fajas en V individuales son capaces detolerar hasta 6° de desalineamiento antes de serinestables, mantener el desalineamiento en 0,5 °prolonga su vida.

Continuara el próximo volumen