Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 6 1

Mantenimiento enLatinoamérica

La Revista para la Gestión Confiable de los Activos

La Tribología – Herramienta eficaz para incrementar la productividad de los equipos

Confiabilidad en Transmisiones Mecánicas por Fajas En V – Segunda parteEnfoques Teóricos de la Gestión de Man tenimiento

Auditorias de Mantenimiento - Primera Parte

Solución de Problemas en los Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado.

Modelo de Gestión de Mantenimiento Basado en la Metodología de Riesgo para la Industria ColombianaGestión de Mantenimiento: Mantener o Preservar

La organización del Departamento de Mantenimiento (Parte I) - Una empresa dentro de otra empresa.

Implementacion del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) en Planta de AlimentoSíndrome asociado

Volumen 1 – N° 6Noviembre – Diciembre 2009

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 6 2

3 Editorial

6 La Tribología – Herramienta eficaz para incrementar la productividad de los equipos

8 SIMSE II – Un evento para hacer y asistir más seguido

9 Confiabilidad en Transmisiones Mecánicas por Fajas En V – Segunda parte

15 Enfoques Teóricos de la Gestión de Mantenimiento

17 Auditorias de Mantenimiento - Primera Parte

22 Solución de Problemas en los Sistemas de Refrigeración y Aire Acondicionado

26 Modelo de Gestión de Mantenimiento Basado en la Metodología de Riesgo para laIndustria Colombiana

29 Gestión de Mantenimiento: Mantener o Preservar

31 La organización del Departamento de Mantenimiento (Parte I) - Una empresa dentrode otra empresa.

33 Implementacion del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) en Planta deAlimentos

37 Síndrome asociado

Mantenimiento enLatinoamérica

Contenido

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 6 9

Confiabilidad en Transmisiones Mecánicaspor Fajas En V – Segunda parte

Víctor D. Manríquez RosalesJefe del Dpto. de MantenimientoMecánico Planta Pan AmericanSilver S.A.C. – Mina Quiruvilca.vmanriquez62@yahoo.esPerú

El volumen anterior, nos introdujo en la s bases para elanálisis de las Fajas en V, ahora finalizaremos esteimportante trabajo.

CONFIABILIDAD

Para llegar a la distribución de la confiabilidad actual seprocedió como sigue:

Evaluación del Tiempo medio entre Fallas,MTBF por sus siglas en inglés .

Cálculo del ratio de falla ()

Determinación de la función de distribución.

EVALUACION DEL MTBF

Para 7 equipos en los cuales se ha efectuado la mejorade la transmisión, se evaluó el MTBF del cambio defajas del período comprendido de Enero 2000 a la fec hade la instalación de las nuevas poleas. Se utilizó paraello utilizando la información del sistema logístico (SIL)sobre las salidas de almacén para aproximarse al valordel MTBF.

El MTBF de las fajas en V se aprecia en el Cuadrosiguiente:

Cuadro 3MTBF Anterior (Horas)

Equipo Faja MTBFDenver 3 x 3 Derrames Zn B57 360Denver 3 x 3 - 2da Limpieza Cu/Pb B49 336Denver 6 x 6 Derrames Cu/Pb B52 390Ash 5 x 4 Retorno a la OK-16, B55 380Denver 6 x 6 - 1er Acondicionador Zn B48 350Denver 5 x 4 - 2do Acondicionador Zn B56 410Fima 2½ x 48 - 1ra Limpieza Cu/Pb. B37 100

RATIO DE FALLA

El ratio de falla se designa por y viene dado por laecuación:

Si el MTBF viene dado en horas tendremos que lasunidades del ratio de fallas tendrán unidades de h-1.Con los datos de MTBF encontrados se tiene para elratio de falla:

Cuadro 4Valor del ratio de falla (h-1)

Valor Máximo 0,0100Mínimo 0,0024

Según estándares para componentes de maquinaria elratio de falla de fajas en V puede estar entre 20 x 10 –6h-1 (mejor) y 80 x 10-6 h-1 (peor). En nuestro casoencontramos que los valores de hallados son delorden de 120 veces mayores que los del estándarseñalado.

FUNCION DE DISTRIBUCION

Las funciones de distribución probabilística de falla secorresponden con los modos de falla de la sigu ientemanera

Cuadro 5Funciones de Distribución y Modo de falla

Así la falla por desgaste que debería ser la característicade las fajas en V corresponde a una distribución deWeibull o Normal, siendo la más adecuada ladistribución de Weibull.Frecuentemente no es posible llegar a una apropiadafunción de distribución debido a la falta de datosespecíficos y a la necesidad de cálculos complicados.En muchos casos, especialmente cuando se compara

Exponencial Normal WeibullModo básico de falla1. Fuerza/Esfuerzo1.1. Deformación1.2. Fractura1.3. Fluencia

1 Ambiente reactivo2.1. Corrosión2.2. Rusting2.3. Staining3. Temperatura3.1. Creep4. Tiempo4.1. Fatiga4.2. Erosión4.3. Desgaste

Distribución Probabilística

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 6 10

soluciones competentes para un problema técnico (porejemplo la confiabilidad relativa), un ratio constante defalla para los componentes de maquinaria puede serasumido y juiciosamente aplicado.

El asumir un ratio constante de falla no se desvía muchode la realidad por al menos dos razones. Primerodiferentes funciones de distribución para una variedadde componentes cuando son combinadas producen unpatrón de falla aleatoria. Segundo las reparaciones defallas tienden a producir un ratio constante de fallacuando las poblaciones son grandes.

Con un ratio constante de falla la confiabilidad decomponentes de un sistema sigue una distribuciónexponencial:

Esta función nos da la confiabilidad del elemento, eneste caso la faja en V, para una vida determinad a enhoras. Si usamos el valor óptimo del Cuadro 4,tenemos:

Entonces, por ejemplo, la confiabilidad de la faja para t =400 horas es de 0,38.

RESULTADOS

Los resultados obtenidos se han reflejado en elincremento del tiempo medio entre fallas de las fajas enV en los equipos que han sido mejorados.Adicionalmente se ha registrado un ahorro de energíaeléctrica medida en la disminución de la corriente de losmotores conductores de las bombas cuyastransmisiones han sido optimizadas. Este ahorro sereseña en 0.

Nuevo MTBF de transmisiones en evaluación

Para aquellas bombas en que se han ejecutado cambiosde poleas, se tiene que los nuevos valores de MTBF yratio de falla son:

De esta forma se ha conseguido una mejora de delMTBF entre 2,5 a 8 veces.Y si evaluamos la confiabilidad para la mismatransmisión evaluada en 0, tenemos un = 0,0004;entonces:

Evaluando igualmente para t = 400 horas, encontramosque la confiabilidad es ahora de 0,85.

GASTO EN FAJAS EN V AÑO 2001

En los meses transcurridos del presenta año el gasto enFajas en V ha sido como se detalla en la Cuadrosiguiente:

Este promedio mensual de $ 824,05; representa unadisminución de 25,9% respecto del gasto promedio delaño 2000.En la figura siguiente se comparan el gasto 2001 con lospromedios de los años 2000 y 2001:

Estimación de necesidades de stock

Los valores de confiabilidad de las fajas en V así comode otros componentes que puedan evaluarse incidiránfinalmente en las estimaciones de las existenciasnecesarias de cada artículo.

Comparación con otros tipos de fajas

El muestra los valores característicos comparativosentre las fajas V clásicas y otros tipos de fajas:

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 6 11

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 6 12

Denver 3 x 3 Derrames Zn 229 142,90 7,14 50,00 15,20 65,20 9,13Denver 3 x 3 - 2da Limpieza Cu/Pb 587 366,29 18,31 44,00 15,20 59,20 3,23Denver 6 x 6 Derrames Cu/Pb 503 313,87 15,69 57,00 15,20 72,20 4,60Ash 5 x 4 Retorno a la OK-16, 421 262,70 13,14 73,00 15,20 88,20 6,71Denver 6 x 6 - 1er Acondicionador Zn 1 856 1 158,14 57,91 94,00 15,20 109,20 1,89Denver 5 x 4 - 2do Acondicionador Zn 464 289,54 14,48 101,00 15,20 116,20 8,02Fima 2½ x 48 - 1ra Limpieza Cu/Pb. 2 256 1 407,74 70,39 0,00 15,20 15,20 0,22

Payback(meses)

AhorroFactura($/mes)

CostoPolea

($)

CostoMO($)

CostoTotal

($)

DescensoPotencia

(W)

AhorroEnergia(kWh)

EQUIPO

AHORRO DE ENERGIA

Luego de efectuarse el cambio de las poleas seprocedió a tomar valores de corriente de motor,encontrándose la disminución de éstas y por lo tanto delconsumo de energía, por las siguientes razones:

Disminución de la masa de las poleas, al usar el númerode canales necesario.

Menor resbalamiento entre faja y polea por tener ésta elcanal adecuado.

Menores esfuerzos sobre los elementos de latransmisión por tener las fajas la tensión adecuada.

El Cuadro siguiente detalla el ahorro de energíaobtenido y la recuperación de la inversión realizada:

Cuadro 9Ahorro mensual de energía por cambio de poleas

El total de ahorro en energía mensual es de 3 941,18kWh que a la tarifa que la empresa paga de $ 0,05 kWhrepresenta un ahorro mensual cercano a los $ 200,00.

CONCLUSIONES

Las causas FRETT en las transmisiones por fajas en V,influyen marcadamente en el MTBF de las fajas.Las características geométricas y condiciones dedesgaste de las poleas son un elemento influyente paraque el MTBF de una faja en V sea bajo.

Las poleas con diámetros fuera de los valoresrecomendados, con canales no estándares o perfilesincorrectos, son responsables de esfuerzos excesivossobre las fajas en V.

Dar la adecuada tensión estática a las fajas prolongael MTBF, además de disminuir las cargas sobre losrodamientos.

La mejora de las transmisiones por fajas en V, por ladisminución de los ratios de falla y la extensión delMTBF se refleja en menores gastos en mantenimiento.

Adicionalmente a los gastos de mantenimiento, lastransmisiones en condiciones óptimas representantambién un ahorro de energía, que resulta en un valoragregado.

El desarrollo de un programa de mantenimientoproactivo de transmisiones por fajas en V resultaampliamente ventajoso, requiriéndose de instrumentosaccesibles y sencillos.

Evaluar para transmisiones nuevas, el uso de fajas enV de sección estrecha, por las ventajas comparativasque presentan (Ver).

AGRADECIMIENTOS

Al Ing. Miguel Núñez C., Superintendente deMantenimiento por su apoyo a las iniciativasdesarrolladas en el Dpto. de Mantenimiento MecánicoPlanta.Al personal del Dpto.: Fernando Bazán, Bachiller en Ing.Industrial por su apoyo con las estadísticas y a lostécnicos Javier Aguilar y Víctor Zavaleta encargados de

mantenimientopredictivo, quienestienen a su cargo laejecución de lasinspecciones ymedidas aquíreseñadas.

REFERENCIAS

a) Bloch, Heinz P. y Geitner, Fred K., An Introduction toMachinery Reliability Assessment, Gulf PublishingCompany 2nd. Edition, p.71, (1994)

b) Woodland, Carl, Heat Resistance in Power TransmissionBelts, Dayco Products, Inc. (2001)

c) Baumeister, Avallone, Baumeisetr III, Marks Manual delingeniero Mecánico, Volumen II , Mc Graw-Hill, 2da.Edición en español, p.8-56, (1987)

d) Baumeister, Avallone, Baumeisetr III, op. cit., p. 8-60e) Rubbers Manufacturers Association Inc

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 6 13

f) Ejemplos: Gates V80, Optibelt S = C, Contitech L = L.g) Gates, Heavy Duty V Belt Drive Design Manual, No.

14995-A 8/99, p. 260, (1999)h) Bloch, Heinz P. y Geitner, op. cit., p. 228i) La inversión en los medidores de tensión fue de $ 177,70.j) Gates, Manual de mantenimiento preventivo de correas,

494-0156, 3/96, p.5, (1996)k) Gates, Heavy Duty V Belt Drive Design Manual, No.

14995-A 8/99, p. 214l) Optibelt, Montaje, mantenimiento y almacenamiento de

fajas en Vm) TIR = Total Indicated Run-Outn) Robertson, John C., Proper installation and maintenance

can prolong the life of V-Belts, (2000)o) Parsons, Dan, Simple techniques for preventing drive belt

alignment problems, (2001)p) MTBF: Mean Time Between Failures = Tiempo medio

entre fallasq) Hauck, D., A Literature Survey. AECL Report N° CRNL -

739-1973, (1973)r) Bloch, Heinz P. y Geitner, Fred K., op. cit., p.57s) ibid, p.35t) ibid, p.231u) Payback considera sólo ahorro de energía

APENDICES

Se incluye en una relación de estándares relativos atransmisiones por fajas en V. Normas ISO

v) ISO 255:1981 Pulleys for Classical and Narrow V Belts –Geometrical Inspection of Grooves.

w) ISO 1081:1980 Drives Using V Belts and GroovesPulleys – Terminology.

x) ISO 4183:1980 Grooves Pulleys for Classical and NarrowV belts.

y) ISO 4184:1980 Classical and Narrow V Belts – Lengthsz) ISO 5290:1985 Grooves Pulleys for Joined Narrow V

Belts – Groove Sections 9J, 15J, 20J and 25J.aa) ISO 5291:1987 Grooves Pulleys for Joined Conventional

V Belts – Groove Sections AJ, BJ, CJ and DJ.bb) Estándares de Fajas en Vcc) Engineering Standard Specifications for Drives Using V -

ribbed belts IP-26 (1977)dd) Engineering Standard Specifications for Drives Using

Classical V-Belts and Sheaves (A, B, C and Dsections) IP-20 (1988)

ee) Engineering Standard Specifications for Drives UsingNarrow V-Belts and Sheaves (3V/3VX, 5V/5VX, and8V Cross sections)

ff) API Specifications for Oil Field V-Belting, APIStandard 1-B- American Petroleum Institute (March1978) Washington DC.

gg) Boletines de la RMAhh) IP-3-1 V Belt Heat Resistance (1987)ii) IP-3-2 V Belt Oil resistance (1987)jj) IP-3-3-Static Conductive V Belts (1985)kk) IP-3-4 Storage of V Belts (1987) IP -3-6 Effect of

Idlers on V Belt Performance (1987)

ll) IP-3-7 V Flat Drives (1972)mm) IP-3-8 High Modulus Belts (1987)nn) IP-3-9 Joined V Belts (1987)oo) IP-3-10 V Belt Drives With Twist (1987)pp) IP-3-13 Mechanical Efficiency of Power transmission

Belt drives (1987)qq) IP-3-14 A drive procedure for Variable Pitch Multiple V

Belt Drives (1987)rr) Tolerancias de la RMA para fajas de transmisiones

múltiples:

Paginas Web con información relacionada.

Gates: http://www.gates.com/.

Optibelt: http://www.optibelt.de/en/index.html .

ContiTech:http://www.contitech.de/ct/contitech/all gemein/home/index_e.html.

Maintenance Resources:

http://www.maintenanceresources.com/ReferenceLibrary/V-Belts/Index.htm.

Inspección de poleas

Se presenta el cuadro con e l detalle de la inspecciónrealizada en 20 poleas de bombas y motores de la PlantaConcentradora.

Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 6 14

Cuadro 11Inspección de poleas en equipos de PlantaConcentradora

Polea Motor Polea Bomba

Item Bomba Faja # FajasØ externo

(mm)# Canales

canalmedido (°)/Desgaste

canalestándar (°)

Ø externo(mm)

# Canales canal

medido (°)/Desgaste

canalestándar (°)

1 Galigher 2½x601ª. Limpieza Cu/Pb B60 2 185,3 3

38Ligero

38 213,8 334

incorr.38

2 Fima 2½x481ª. Limpieza Cu/Pb

B37 2 114,1 434

Ligero34 108,6 2

34Ligero

34

3 Denver 5x42do. Acond. Zn B56 2 162,6 5

34Medio

34 265,7 334

incorr.38

4 Ash 4x32da. Limpieza Zn

B48 2 110,4 234

Medio34 196,3 2

38Ligero

38

5 Denver 5x41ª. Limpieza Zn

B58 2 165,8 334

Ligero34 187,2 3

38Severo

38

6 Denver 8x6D-20

C81 2 280 3

36Muy

severo,canal muyprofundo(21 mm)

36 375 438

Ligero38

7 Denver 4x33ª. Limpieza Zn

B48 1 123,8 334OK

34 176,4 234OK

34

8 Denver 8x6D-15

C68 3 194 434

Ligero34 390 4

38Ligero

38

9 Denver 2½x2Separación Cu/Pb

B44 1 115 234

Ligero34 144,3 2

34Ligero

34

10 Denver 3x32ª. Limpieza Cu/Pb

B49 1 126,1 434

Ligero34 184,3 2

34Ligero

34

11 IR BoosterB45 1 113 4

34Ligero

34 150 434

Medio34

12 Denver 4x3Std By Booster

B44 2 110 434

Medio34 160 3

34Medio

34

13 Denver 6x61er. Acond. Zn

B48 2 165 334

Medio34 250 3

38Medio

38

14 Ash 5x4Celda OK-16

B55 2 130 534

Ligero34 200 3

Polea es dePerfil A

15 Ash 6x6 N°1Relaves

B74 2 250 438

Ligero38 400 3

38Ligero

38

16 Ash 6x6 N°2Relaves

B74 3 250 438

Medio38 400 3

38Ligero

38

17 Ash 6x6 N°3Relaves

B74 3 250 438

Ligero38 400 3

38Ligero

38

18 Ash 6x6 N°4Relaves

B74 3 250 438

Ligero38 400 3

38OK

38

19 Denver 6x6Derrames Cu/Pb B52 1 123,1 4

del Perfilincorrecto

34 265,8 438

Muysevero

38

20 DenverDerrames Zn B57 1 186 2

34Severo

34 176 138

Muysevero

38