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Confiabilidad en Transmisiones Mecanicas por            La planta procesa actualmente un promedio de 45 000               ...
Ejecución incorrecta del montaje de las fajas en V,                 Temperatura: La temperatura ambiente de diseño de     ...
Flexible – Práctico – Eficiente – Efectivo – Sostenible - PersonalizadoUna verdadera estrategia de mantenimiento consigueg...
Como se ha mencionado, se efectuó la inspección de                       (Ver Apéndice).        Se determinó 3 marcas quel...
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Confiabilidad en Transmisiones Mecánicas por Fajas en V - Primera Parte

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Publicado en Mantenimiento en Latinoamérica Vol 1 No 5 Setiembre Octubre 2009
Introducción
Las transmisiones mecánicas por fajas en V son un elemento frecuente en la industria, especialmente en las plantas concentradoras de la industria minera en bombas y máquinas de celdas de flotación.
Por su simplicidad, generalmente no reciben mucha atención, sin embargo el cumplimiento de un plan mínimo de mantenimiento proactivo, puede mejorar la confiabilidad de estos sistemas con ahorros en gastos de mantenimiento y consumo de energía.
En el caso de la Planta Concentradora de Pan American Silver S.A.C. – Mina Quiruvilca, se encontró analizando las prácticas de mantenimiento y los consumos de fajas del año 2000 que éstas seguían sólo un planteamiento de tipo correctivo, y que los
componentes de estas transmisiones presentaban condiciones subestándares.
Se evaluó el estado de las transmisiones y. analizaron las condiciones anómalas de operación y de almacenamiento y manipuleo. Así mismo el conocimiento del personal sobre las condiciones de operación y mantenimiento y la existencia de medios para el chequeo de estos elementos.
A fin de mejorar el funcionamiento de las transmisiones y mejorar la operatividad de la planta se determinaron las medidas a implementar en diversos aspectos que incluyen: verificación del diseño de la transmisión, estandarización, optimización de los
componentes de la transmisión, montaje y alineamiento, condiciones de almacenamiento, control periódico de parámetros, capacitación del personal para estas tareas.
Finalmente se evaluó la confiabilidad inicial de las transmisiones y los nuevos valores obtenidos luego de implementar las medidas de mejora. En este trabajo se presentan la evaluación realizada de las transmisiones por fajas en V, las medidas ejecutadas y los resultados obtenidos.

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Confiabilidad en Transmisiones Mecánicas por Fajas en V - Primera Parte

  1. 1. Mantenimiento en Latinoamérica Volumen 1 – N° 5 Septiembre – Octubre 2009La Revista para la Gestión Confiable de los ActivosLa Hora y la Oportunidad para el MantenedorCreando una Cultura para la Gestión del MantenimientoEl ahorro energético se logra con el mantenimientoConfiabilidad en Transmisiones Mecanicas por Fajas en VPrincipales Técnicas de Diagnóstico Usadas en el Mantenimiento PredictivoFuerza de Fricción: Factor Negativo en las Empresas IndustrialesImplementacion del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) enPlanta de AlimentosVisión, Misión del Departamento de Mantenimiento Procuremos que nosean imposibles Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 1
  2. 2. Contenido Mantenimiento en Latinoamérica3 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 VPor 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 PredictivoEl 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 IndustrialesLos 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 AlimentosEl 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.Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 2
  3. 3. Confiabilidad en Transmisiones Mecanicas por La planta procesa actualmente un promedio de 45 000 Fajas en V TM mensuales, teniendo capacidad de procesamiento de hasta 2 300 TM diarias. Víctor D. Manríquez Rosales El proceso de la Planta Concentradora hace uso de Jefe del Dpto. de diferentes equipos mecánicos, como son bombas, espesadores, celdas de flotación, filtros de vacío, etc. Mantenimiento Mecánico Dentro de ellos las transmisiones mecánicas por fajas Planta Pan American Silver en V son el medio de transmisión usado con mayor S.A.C. – Mina Quiruvilca. frecuencia. vmanriquez62@yahoo.es Se cuenta con un total de 35 bombas y 67 celdas de Perú flotación que emplean transmisión por fajas, requiriéndose un total de 162 fajas en V, por lo cual se consideró conveniente iniciar una evaluación de las mismas. Las fajas en V de sección clásica (A, B, C, D y E) son el tipo de faja más empleado.RESUMEN SITUACION EXISTENTELas transmisiones mecánicas por fajas en V son un En Julio 2000 el Departamento de Mantenimientoelemento frecuente en la industria, especialmente en Mecánico Planta que dependía de la Superintendencialas plantas concentradoras de la industria minera en de Planta fue transferido a la Superintendencia debombas y máquinas de celdas de flotación. Mantenimiento, con el objeto de desarrollar un trabajoPor su simplicidad, generalmente no reciben mucha más coherente y ordenado.atención, sin embargo el cumplimiento de un plan En diferentes aspectos de la ejecución delmínimo de mantenimiento proactivo, puede mejorar la mantenimiento se vienen implementando mejorasconfiabilidad de estos sistemas con ahorros en gastos técnicas. Uno de estos ha sido el de lasde mantenimiento y consumo de energía. transmisiones mecánicas por fajas en V.En el caso de la Planta Concentradora de PanAmerican Silver S.A.C. – Mina Quiruvilca, se encontró GASTO EN FAJAS EN V AÑO 2000analizando las prácticas de mantenimiento y los Los gastos en fajas a lo largo del año 2000 fueronconsumos de fajas del año 2000 que éstas seguían como se detalla en el siguiente Cuadro:sólo un planteamiento de tipo correctivo, y que loscomponentes de estas transmisiones presentaban Cuadro 1condiciones subestándares. Gasto en fajas - Año 2000Se evaluó el estado de las transmisiones y. analizaronlas condiciones anómalas de operación y de Anual $ 13 353,76almacenamiento y manipuleo. Así mismo el Promedioconocimiento del personal sobre las condiciones de $ 1 112,81 Mensualoperación y mantenimiento y la existencia de mediospara el chequeo de estos elementos.A fin de mejorar el funcionamiento de las CARACTERÍSTICAS DE LAS TRANSMISIONEStransmisiones y mejorar la operatividad de la planta se De una primera inspección se pudo determinar lodeterminaron las medidas a implementar en diversos siguiente:aspectos que incluyen: verificación del diseño de la Uso de fajas de diferente calidad, dependiendo de latransmisión, estandarización, optimización de los marca adquirida.componentes de la transmisión, montaje y Poleas con número de canales en exceso de losalineamiento, condiciones de almacenamiento, control requeridos para el número de fajas enperiódico de parámetros, capacitación del personal operación.para estas tareas. Tamaños de poleas por debajo de los mínimosFinalmente se evaluó la confiabilidad inicial de las recomendados según estándares.transmisiones y los nuevos valores obtenidos luego de Desalineamiento notorio en muchas de ellas.implementar las medidas de mejora. Desgaste excesivo de los canales de las poleas.En este trabajo se presentan la evaluación realizada Uso de poleas de perfil incorrecto del correspondientede las transmisiones por fajas en V, las medidas al diámetro de la polea y perfil de la faja.ejecutadas y los resultados obtenidos. Tensión inadecuada de las fajas.INTRODUCCIÓN Ambiente agresivo por humedad y pulpa de mineral.Las operaciones de Pan American Silver S.A.C. – MONTAJE. MANTENIMIENTO YMina Quiruvilca están ubicadas en el distrito de ALMACENAMIENTOQuiruvilca, provincia de Santiago de Chuco, En lo que se refiere de las fajas en V se observó lodepartamento de La Libertad. siguiente:La Planta Concentradora se encuentra en el caserío Uso de hasta 3 números consecutivos de faja para unde Shorey a 3 700 m.s.n.m. mismo equipo.Se obtienen concentrados de zinc, plomo y cobre concontenidos de plata.Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 10
  4. 4. Ejecución incorrecta del montaje de las fajas en V, Temperatura: La temperatura ambiente de diseño de éste es realizado, por los operadores de la los fabricantes de fajas es de aproximadamente 30°C. Planta Concentradora. En nuestra locación la temperatura ambiente máximaCondiciones inadecuadas de almacenamiento. anual es de 18°C.Carencia de un plan de inspección de estas Las fajas se ven afectadas con una disminución del transmisiones. 50% de su vida útil por cada 20°C de incremento de laCambio sucesivo de fajas sin análisis de la causa de la temperatura ambiente por encima 30°C rotura, especialmente por falta de verificación de Por ello la temperatura ambiente no es un factor que condiciones operativas. afecte. Adicionalmente la tensión inadecuada ocasiona elANALISIS DE CAUSAS FRETT calentamiento de las transmisiones y las fajas.Las condiciones anómalas de operación se agrupan Tiempo: Menor duración de las fajas por lasbajo el acrónimo FRETT, proveniente de las iniciales condiciones anómalas descritas.en inglés de: INSPECCION DE POLEASF: Force (Fuerza) Observando la importancia del estado de la poleaR: Reactive (Condiciones sobre las condiciones anómalas de las fajas seE: Environment Ambientales) programó la inspección de poleas en un grupo de 20T: Temperature (Temperatura) bombas.T: Time (Tiempo) La inspección se desarrolló a fin de determinar los siguientes aspectos:Identifiquemos cuales son las condiciones anómalas Poleas con el número adecuado de canalesdentro de cada uno de estos rubros: Poleas con diámetros inferiores al estándarFuerza: Ocasionada en el montaje por inadecuada recomendado.tensión de fajas, desalineamiento y tamaños Desgaste del canal de la polea.inadecuados de polea. Las dimensiones se verificaron de acuerdo alCondiciones ambientales: Ambiente húmedo, estándar contenido en la Figura 1 y Cuadro 2:presencia de pulpa de mineral, canales de poleasdesgastados. Figura 1Dimensiones características del perfil de poleas para fajas en V clásicas. Diámetro de paso Dimensiones estándares (Pulg./mm) Angulo (Pulg.) Faja Mínimo canal (°) Intervalos W D X S E recomendado 2,6 – 5,4 34 0,494 3,0 66,0-137,2 A 76,2 > 5,4 38 0,504 0,490 0,125 5/8 3/8 137,16 4,6 – 7,0 34 0,637 5,4 116,8-177,8 B 137,2 >7,0 38 0,650 0,580 0,175 ¾ ½ 177,8 7,0 – 7,99 34 0,879 177,8-202,9 9,0 8,0 – 12,0 36 0,887 C 228,6 203,2-304,8 0,780 0,200 1 11/16 Cuadro 2 > 12,0 38 0,895 Dimensiones estándares 304,8 de canales para poleas 12,0 – 12,99 34 1,259 de fajas múltiples 304,8-329,9 36 1,271 13,0 13,0 – 17,0 D 330,2 330,2-431,8 1,050 0,300 1 7/16 7/8 > 17,0 38 1,283 431,8 18,0 – 24,0 36 1,527 21,0 457,2-609,6 E 533,.4 >24,0 38 1,542 1,300 0,400 1¾ 1 1/8 609,6Mantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 11
  5. 5. Flexible – Práctico – Eficiente – Efectivo – Sostenible - PersonalizadoUna verdadera estrategia de mantenimiento consiguegrandes beneficios para todo tipo de empresas, elentendimiento de las mejores prácticas y un plansistemático para realizarlas es la base del éxito.Mantonline.com, puede acompañarlo en estaimportante empresa mediante implementaciones,capacitaciones o talleres de formación. Para más información, visite nuestra página web www.mantonline.com Medellín – Colombia, Móvil: 300-208-5830 www.mantonline.comFlexible – Práctico – Eficiente – Efectivo – Sostenible - Personalizado 12
  6. 6. Como se ha mencionado, se efectuó la inspección de (Ver Apéndice). Se determinó 3 marcas quelas poleas de un total de 20 bombas de la planta satisfacían nuestros requisitos y de ellas se vieneconcentradora, utilizándose una galga para perfil de trabajando con 2.canales de poleas. En el Apéndice 13.4 se incluye el Un aspecto importante en la selección es la toleranciaCuadro 11 con los detalles de la inspección. para funcionamiento de fajas en transmisionesDe la información allí presentada encontramos lo múltiples. Esta tolerancia es definida por la RMA (Versiguiente: Apéndice 13.4). Algunas marcas tienen tolerancias Diámetros de poleas inadecuados (6) más exigentes que las de la RMA, empleando una Poleas con número de canales en exceso para las designación particular en el código de la faja, parafajas en operación (39) señalarlo. Perfil incorrecto (5) El uso de estas fajas permite formar sin elección Esta información se resume en el gráfico previa juegos arbitrarios de fajas de igual desarrollosiguiente: nominal y nos garantiza en las transmisiones múltiples: Figura 2 Distribución pareja de cargas Estado de poleas Marcha suave Mejora del rendimiento 40 39 35 34 Estandarización de fajas 30 A continuación se efectuó un inventario de las fajas utilizadas en Planta, encontrándose que los tamaños 20 de fajas en uso, podían reducirse mediante la regulación de distancia entre centros de algunos 10 6 equipos y la eliminación del uso de 3 tamaños de fajas 5 1 consecutivos en un mismo equipo. 0 Se hizo una cuadro de requerimiento de las mismas Diámetro Canales Perfil para estandarizarlas: Tipos A, B, C y 3V, y así se Estándar Subestándar determinó las que debían mantenerse en stock en la . bodega del Taller para su cambio cuando seaComo se aprecia en la figura precedente es bastante necesario y en Almacén General. Así se pasó de 46marcado el uso de poleas subestándares, tipos de fajas A y B a un total de 38.principalmente en el número de canales mayor que elde fajas. Chequeo de transmisionesSe encontró para el desgaste de los canales, la Se procedió luego a la verificación del cálculo de lasdistribución que se muestra en la figura siguiente: transmisiones, la potencia y velocidad optimas para la Figura 3 faja en V. Desgaste del canal de las poleas La potencia básica para una faja en V corregida por el ratio de velocidad, podemos obtenerla de la expresión: Ninguno Muy severo 2 8% P dr K K 1 d/ K 2 dr 3 K 4 log dr K SR r(1 18% Severo ) 5% Donde: P = Potencia (HP) d = Diámetro de paso de la polea más pequeña (pulg.) Ligero Medio r = RPM del eje más rápido dividido por 1000 49% 20% KSR = Factor de relación de velocidad. K1, K2, K3, K4 = Parámetros de sección transversal La potencia básica multiplicada por K , que es el factor de corrección de ángulo y por el factor deComo se observa un 43% de las poleas en operación corrección de longitud de faja, nos permite obtener latienen un desgaste de medio a muy severo, incidiendo potencia por faja para una transmisión específica.en el rendimiento de la transmisión. Balanceo de poleasMEDIDAS IMPLEMENTADAS Se solicitaron 10 juegos de poleas para cambiarCon base en la situación descrita en el punto 3 y a los aquellas con mayor desgaste. Un balanceo estático esresultados de la inspección previamente señalada se normalmente suficiente para prevenir fuerzas dehan implementado las medidas que se reseñan a desbalance, no obstante, a altas velocidades, elcontinuación. balanceo estático o el dinámico en un solo planoCalidad de las fajas puede no ser suficiente. Existe una velocidad máxima en función del diámetro yEl primer paso fue determinar los requisitos de calidad ancho de la polea para la cual el balanceo estático esde las fajas a usarse, esta evaluación se basó en suscaracterísticas físicas y cumplimiento con estándaresMantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 13
  7. 7. suficiente, por encima de esta velocidad el balanceo las nuevas poleas y fajas se ha cuidado de este dinámico en dos planos es requerido. aspecto. En nuestro caso todas las poleas fueron solicitadas La primera verificación es la de excentricidad de los balanceadas dinámicamente. ejes que no debe superar los +/ -0,08 mm (0,003”), esta verificación debe ser realizada también en el Verificación de tensión borde exterior de las poleas. Una excentricidad La tensión de la faja tiene también un papel superior a la señalada causa que la faja se afloje en determinante sobre el rendimiento de la misma. La la posición de las 3 horas y se tense en la de las 9 tensión excesiva acorta la vida de las fajas y los horas con el consiguiente deterioro. rodamientos. Luego verificar la soltura de los pernos de fijación La mejor tensión para una faja es la menor tensión a del bastidor, que no debería superar los 0,05 mm la cual la faja no resbalará con la condición de carga (0,002”). más alta. Entre las poleas pueden presentarse dos tipos de La adecuada tensión inicial y el chequeo periódico desalineamiento, angular y paralelo. de la tensión en fajas ayuda a prolongar la vida de El desalineamiento paralelo viene dado por: estos elementos. Se adquirieron dos medidores de tensión de fajas, implementándose un programa de control: Figura 1 Probador de tensión tipo lápiz para medir tensión individual. Probador de tensión con doble cilindro para medir tensión de varias fajas en transmisiones múltiples. La tensión estática por juego de fajas puede determinase según: Donde: P = Desalineamiento Paralelo Y = Distancia vertical entre las poleas. Tst =Tensión estática (lb) L = Distancia entre las poleas. K = Factor de corrección de ángulo El desalineamiento angular se obtiene de: N = Número de fajas V = Velocidad de la faja (pie/min) M = Constante del fabricante Figura 2 A partir del valor obtenido se puede determinar las fuerzas máxima y mínima para tensar la transmisión. Condiciones de almacenamiento Se consultó información proporcionada por uno de nuestros proveedores, donde se pre cisan las condiciones óptimas de almacenamiento que conserven las características de las fajas en V. De las medidas allí indicadas se implementaron en forma inmediata las siguientes: Mantener el stock de fajas en el taller en el mínimo necesario para atender situaciones de emergencia y evitar así el deterioro por causa del ambiente. Donde: Preparación de cilindros de PVC para ser usados A = Desalineamiento angular como soportes y reemplazar los clavos de los cuales X1, X2 = Distancias desde los bordes de la polea a la se colgaban las fajas. Los diámetros de los cilindros línea recta se determinan de acuerd o al espesor del tipo de faja D = Diámetro de la polea. respectiva. El diámetro del cilindro donde descansa El desalineamiento total recomendado es de 0,5°. la faja, debe corresponder por lo menos a 10 veces Aunque las fajas en V individuales son capaces de la altura de la sección de la faja. tolerar hasta 6° de desalineamiento antes de ser Cambio del tipo de iluminación del ambiente. inestables, mantener el desalineamiento en 0,5 ° Alineamiento prolonga su vida. Otro aspecto determinante e n el rendimiento de la transmisión es el alineamiento. En el montaje de Continuara el próximo volumenMantenimiento en Latinoamérica. Volumen 1 – N° 5 14

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