mantenimiento y seguridad

UTM

11

Sistemas Mecánicos UA2.- Mantenimiento y Seguridad

Ing. Sergio Medina Cámara

2 Sistemas Mecánicos U2.- Mantenimiento y Seguridad

Contenido 1.- Generalidades del Mantenimiento Mecánico ................................................................................. 4

Mantenimiento Correctivo, preventivo y Predictivo ........................................................................ 4

Mantenimiento correctivo........................................................................................................... 4

Mantenimiento preventivo ......................................................................................................... 4

Mantenimiento predictivo ........................................................................................................... 5

Mantenimiento autónomo .......................................................................................................... 5

Mantenimiento proactivo............................................................................................................ 6

Actividades de Planeación, Organización y Control .......................................................................... 7

Planeación .................................................................................................................................. 7

Organización ............................................................................................................................... 9

Integración ................................................................................................................................ 10

Ejecución................................................................................................................................... 10

Filosofía del Mantenimiento Productivo Total (MPT) ..................................................................... 10

Resumen ................................................................................................................................... 10

Historia y Desarrollo .................................................................................................................. 11

2.- Instrumentos de Verificación para Sistemas Mecánicos................................................................ 14

Falla y su Clasificación ................................................................................................................... 14

Mortalidad Infantil (Fallas Tempranas) ...................................................................................... 14

Tasa de Fallas Constante (Fallas Adultas) ................................................................................... 15

Fallas por Desgaste (Fallas Tardías) ............................................................................................ 15

TECNOLOGÍAS DE DIAGNÓSTICO ................................................................................................... 15

Análisis de Vibraciones .............................................................................................................. 16

Análisis de Lubricantes .............................................................................................................. 17

Termografía .............................................................................................................................. 17

Ultrasonido ............................................................................................................................... 17

Monitoreo de Efectos Eléctricos ................................................................................................ 18

Generadores de Voltaje - Fusionadores ..................................................................................... 18

Penetrantes .............................................................................................................................. 18

3.- Conceptos Básicos de Tribología (lubricación) .............................................................................. 18


La tribología toma en cuenta aspectos como: .............................................................................. 18

Los factores que estudia la tribología ............................................................................................ 19

La Fricción ................................................................................................................................. 19

El Desgaste ................................................................................................................................ 20

Respuesta de la superficie al daño por deslizamiento entre dos cuerpos. .................................. 20

La Lubricación ........................................................................................................................... 20

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SU ESTADO FÍSICO .................................................................... 21

4.- Planificación de Trabajos de Mantenimiento. ............................................................................... 26

El alumno realizará una investigación y descripción de los conceptos: ........................................... 26

Apoyándose en: ........................................................................................................................ 26

5.- Dispositivos de Seguridad en Sistemas Mecánicos ........................................................................ 27

El alumno elaborará un documento donde se identifique los elementos de protección de un

sistema mecánico.......................................................................................................................... 27

Apoyándose en investigaciones por internet. ............................................................................ 27

REFERENCIAS ................................................................................................................................ 27


1.- Generalidades del Mantenimiento Mecánico

Mantenimiento Correctivo, preventivo y Predictivo

Mantenimiento correctivo

Es la eliminación de las fallas a medida que éstas se presentan o se

hacen inminentes. Las tareas que se desarrollan en este tipo de mantenimiento

son fundamentalmente la reparación y el reemplazo. Su implantación es fácil y

muy barata, ya que no se requiere de análisis y estudios.

El aplicar este tipo de mantenimiento representa altos gastos en mano

de obra y materiales, trabajo adicional, baja fiabilidad, altos riesgos y tiempos

excesivos fuera de operación de la maquinaria.

Mantenimiento preventivo

Es la detección de las posibles fallas y su corrección antes del tiempo en

que se habrían presentado, o bien se hace la corrección de la falla en su fase

inicial.

La detección de las fallas se obtiene a partir de la tarea de inspección.

Implementando este tipo de mantenimiento da como resultado un aumento de

la producción, evita los paros no programados y las pérdidas económicas, ya

que con anticipación se puede programar el paro de la máquina por un tiempo

determinado para efectuar las tareas de mantenimiento.

El mantenimiento preventivo se debe desarrollar para que los bienes de la

empresa puedan brindar las características de:

· Calidad

· Confiabilidad de funcionamiento

· Seguridad

Este tipo de mantenimiento puede ser también definido por el conjunto de

actividades desarrolladas en un bien como son:


· Maximizar el nivel de utilización de la máquina

· Reducir el número de paros imprevistos

· Tener mayor continuidad en la producción

· Reducción de fallas

Basándose en lo anterior se considera al mantenimiento preventivo como él

más ideal para partir hacia los otros tipos de mantenimiento como son el

predictivo y el productivo total.

Mantenimiento predictivo

Este tipo de mantenimiento se basa fundamentalmente en detectar una

falla antes de que ésta suceda, para dar tiempo de corregirla sin perjuicio al

servicio. Hace uso para ello de instrumentos de diagnóstico como reportes,

hojas de servicio, gráficos, etc.

Otro aspecto del mantenimiento predictivo, es la observación de

información más completa que se pueda usar para tomar decisiones en

momentos críticos.

Con la aplicación del mantenimiento predictivo en la actualidad se ha

logrado eliminar los siguientes problemas:

· Sustituir de forma rutinaria, partes costosas para asegurar la duración

del equipo.

· Predecir el tiempo útil de los equipos.

· Preguntarse si el operador está siguiendo las instrucciones de

operación.

· Suspender el servicio fuera de programa por fallas no previstas.

· Otro punto importante en el cual también se basa este mantenimiento es

el de observar y analizar la máquina cuando se realiza el mantenimiento

preventivo a fin de predecir si una pieza tiene un tiempo de vida útil más

corto del determinado y así ser sustituía antes de que falle.

Mantenimiento autónomo.


Se realiza cuando el departamento de producción participa con

operaciones de limpieza, inspección y ajuste. Realizadas por los operadores,

los cuales, han sido entrenados a través de un programa paso a paso.

Conocen los problemas comunes, el por qué y cómo evitarlos. Los operarios de

producción son prácticamente socios o elementos del personal de

mantenimiento, teniendo así como resultado la mejora global del rendimiento y

confiabilidad del equipo.

Mantenimiento proactivo

El Mantenimiento Proactivo, es una filosofía de mantenimiento, dirigida

fundamentalmente a la detección y corrección de las causas que generan el

desgaste y que conducen a la falla de la maquinaria. Una vez que las causas

que generan el desgaste han sido localizadas, no debemos permitir que éstas

continúen presentes en la maquinaria, ya que de hacerlo, su vida y

desempeño, se verán reducidos. La longevidad de los componentes del

sistema depende de que los parámetros de causas de falla sean mantenidos

dentro de límites aceptables, utilizando una práctica de "detección y corrección"

de las desviaciones según el programa de Mantenimiento Proactivo. Límites

aceptables, significa que los parámetros de causas de falla están dentro del

rango de severidad operacional que conducirá a una vida aceptable del

componente en servicio.

El Mantenimiento Proactivo, establece una técnica de detección

temprana, monitoreando el cambio en la tendencia de los parámetros

considerados como causa de falla, para tomar acciones que permitan al equipo

regresar a las condiciones establecidas que le permitan desempeñarse

adecuadamente por más tiempo.


Actividades de Planeación, Organización y Control

PLANEACION ORGANIZACION INTEGRACION EJECUCION CONTROL

Define todos los atributos que considera necesarios para el taller u oficina que trata de estructurar haciendo planos, minutas explicativas, programas, presupuestos, etc.

Estructura lo planeado. Al terminar el conjunto está inanimado, y cada parte que lo forma no posee la “conciencia” de lo que tiene que hacer por la falta de recursos humanos que ocupen sus puestos.

Selecciona al personal idóneo lo adiestra y desarrolla instruyéndolo en sus labores. Teóricamente llegamos a un estado de organización completa y estática en la cual todos los elementos tienen “conciencia” del cometido que deben realizar.

Cada una de las partes hace su propia labor en coordinación con las restantes, obteniéndose con esto la realización del objetivo según se había planeado.

Se observará haciendo mediciones esporádicas, analizando y corrigiendo los resultados, repitiéndose el proceso cuantas veces se requiera.

PLANEACION ORGANIZACION INTEGRACION EJECUCION CONTROL

Objetivos Políticas Procedimientos Programas Presupuestos

Puestos Hombres Autoridad Responsabilidad

Selección Inducción Adiestramiento Desarrollo

Motivación Comunicación Dirección Coordinación

Medición Comparación Análisis Corrección

Planeación

Objetivo

Al conjunto de una meta, más la acción correspondiente para conseguir ésta y el tiempo en que se

debe lograr, se le llama objetivo; éste es el resultado final al que se desea llegar. El objetivo orienta

los esfuerzos del dirigente y aclara el panorama, facilitando la previsión de las acciones que hay que

tomar para conseguirlo.

Ejemplos de objetivos:

• Reducir en un 5% los accidentes de trabajo para fines de junio próximo.


• Aumentar la producción anual en un 7% con respecto al año anterior

• Reducir tiempos de entrega 15% con respecto el año anterior, en un periodo de tres meses a

partir de enero próximo.

Políticas

Estas son normas que orientan las acciones gerenciales para poder conquistar el objetivo dentro de

los límites que imponen los recursos de la empresa considerados en la planeación.

También permiten una mejor delegación de la autoridad, ya que con las políticas establecidas y

perfectamente conocidas, los supervisores, gerentes o mandos de cualquier nivel, pueden normar su

criterio facilitándoseles la toma de decisiones, pues están les indican, aunque en términos generales,

los límites que deben observarse durante su actuación.

Procedimientos

El procedimiento es una serie de labores interrelacionados cronológicamente que constituyen la

forma de efectuar un trabajo.

Es necesario usar y estudiar a fondo los procedimientos una y otra vez para lograr su máxima

simplificación. Los métodos corresponden a una parte de un procedimiento e indican la manera de

hacer una labor específica, generalmente por un solo hombre. Cuando se quiere mejorar un

procedimiento es necesario estudiar cada uno de sus métodos, a fin de tratar de eliminarlos,

sustituirlos o modificarlos.

Programas

Los programas son listas o gráficas que muestran claramente la interrelación de los recursos

humanos, físicos y técnicos, enlazados con el tiempo. Nos proporciona una línea de conducta que ha

de seguirse para alcanzar el objetivo; en ellos también se indica quien debe hacer el trabajo, cuándo

empezarlo y cuándo terminarlo.

Presupuestos

Cuando desarrollamos un plan podemos presuponer por ejemplo cuánto y qué tipo de personal

necesitamos para atender este proyecto, la clase y calidad de materiales a utilizar, su costo, etc.


Se elaboran con base en los programas resultantes de la planeación y pueden indicarse en diferentes

unidades y no exclusivamente la monetaria; así, pueden existir presupuestos de mano de obra, de

materiales, de horas extras, de ventas, de producción, etc.

Organización

Puestos – Hombres

El primer paso es la departamentalización, que consiste en listar todas las labores que se van a

realizar, separarlas en grupos afines de funcionalidad, determinar las horas hombre de cada grupo

para decidir cuántos puestos de esa categoría son necesarios.

El siguiente paso es hacer el análisis de puestos para saber no solo las labores que corresponden a

cada uno de ellos, sino su descripción genérica, el grado de habilidad (instrucción, experiencia,

destreza), esfuerzo (físico y mental), responsabilidad y las condiciones de trabajo a que van a estar

sometidos los ocupantes de dichos puestos. De esta análisis nace un documento llamado descripción

de puestos el cual nos va a permitir hacer una buena selección de personal, programas de

adiestramiento y desarrollo y la evaluación de puestos, lo cual nos ayudará enormemente en nuestras

labores administrativas.

Autoridad

Es la facultad de conseguir la acción de terceros.

Para que un supervisor, gerente o director pueda dar ordenes razonables, es indispensable que

estén seguros que el subordinado posee los recursos necesarios (físicos, técnicos y personales) para

poder cumplir con tales órdenes y además que se encuentre lo suficientemente motivado a fin de que

exista en él la conjunción del querer y poder.

Responsabilidad

Obligación que tiene una persona de responder ante sus superiores, por su actuación durante el

desempeño de sus labores.


Integración

El siguiente paso es definir que personas deben ocupar cada puesto y modularlas para obtener de

ellos recursos humanos verdaderamente calificados, y que cumplan no solamente cubriendo las

necesidades del puesto, sino también cubriendo las expectativas o necesidades personales tanto

síquicas como físicas; de tal forma que para conseguirlo la empresa ejecuta los siguientes pasos:

• Selección

• Orientación o Inducción

• Adiestramiento

• Desarrollo

Ejecución

Es una acción del administrador (gerente o supervisor), para que sus subordinados se propongan

alcanzar los objetivos establecidos en la planeación y estructurados por la organización.

Filosofía del Mantenimiento Productivo Total (MPT)

Resumen

TPM: Por sus siglas en Ingles y MPT: por sus siglas en español

"TPM es un proceso de transformación para la alta productividad"

Es un concepto nuevo en cuanto al envolvimiento del personal productivo en el

mantenimiento de plantas y equipos. La meta del TPM es incrementar notablemente la productividad

y al mismo tiempo levantar la moral de los trabajadores y su satisfacción por el trabajo realizado. Se

emplean muchas herramientas en común, como la delegación de funciones y responsabilidades cada

vez más altas en los trabajadores, la comparación competitiva, así como la documentación de los

procesos para su mejoramiento y optimización.

Hoy con una competitividad mayor que nunca antes, es indudable que el TPM es la diferencia

entre el éxito o el fracaso para muchas empresas


El verdadero "secreto" del TPM está en la práctica disciplinada de métodos de análisis que

ayuden a:

Aumentar el conocimiento de todo el personal sobre los equipos y procesos.

Conservar y transferir el conocimiento existente en todos los sitios de la planta.

Ayudar a innovar permanentemente la organización.

Eliminar todo tipo de despilfarro existente en una planta industrial.

Crear capacidades competitivas desde los procesos industriales.

Historia y Desarrollo

Manufactura de Calidad Total (TQM)

Se deriva de los conceptos de calidad con que el Dr. W. Edwards Deming's influyó tan

positivamente en la industria Japonesa. El Dr. Deming inició sus trabajos en Japón a poco de terminar

la 2a. Guerra Mundial.

Como experto en estadística, Deming comenzó por mostrar a los Japoneses cómo podían

controlar la calidad de sus productos durante la manufactura mediante análisis estadísticos.

Pero cuando la problemática del mantenimiento fue analizada como una parte del programa

de TQM, algunos de sus conceptos generales no parecían encajar en el proceso.

Mantenimiento Preventivo (PM)

Se desarrollaban horarios especiales para mantener el equipo en operación. Sin embargo,

esta forma de mantenimiento resultaba costosa y a menudo se daba a los equipos un mantenimiento

excesivo en el intento de mejorar la producción.

Mantenimiento Productivo Total (MPT).

Surgió en Japón gracias a los esfuerzos del Japan Institute of Plant Maintenance (JIPM) como un

sistema destinado a lograr la eliminación de las seis grandes pérdidas:


1. Pérdidas en las máquinas.

2. Pérdidas en mano de obra: ausencias y accidentes.

3. Pérdidas en métodos: en gestión de la empresa, pérdidas por movimientos, organización de

la línea, transporte, ajustes y medidas.

4. Pérdidas en materia prima: materiales, rechazos, herramientas y moldes.

5. Pérdidas de energía: electricidad y gas.

6. Pérdidas en medio ambiente: emisiones y vertidos.

OBJETIVOS DEL MANTENIMIENTO MPT

Cero averías en los equipos.

Cero defectos en la producción.

Cero accidentes laborales.

Mejorar la producción.

Minimizar los costes.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DEL MPT

Acciones de mantenimiento en todas las etapas del ciclo de vida del equipo.

Participación amplia de todas las personas de la organización.

Es una estrategia global de empresa, en lugar de un sistema para mantener equipos.

Orientado a la mejora de la Efectividad Global de las operaciones, en lugar de prestar

atención a mantener los equipos funcionando.

Intervención significativa del personal involucrado en la operación y producción en el cuidado

y conservación de los equipos y recursos físicos.

Procesos de mantenimiento fundamentados en la utilización profunda del conocimiento que

el personal posee sobre los procesos.


PILARES PRINCIPALES DEL MPT

1 - Mejoras enfocadas o Kobetsu Kaizen.

2 - Mantenimiento Autónomo o Jishu Hozen.

3 - Mantenimiento planificado o progresivo.

4 - Mantenimiento de Calidad o Hinshitsu Hozen.

5 - Prevención de mantenimiento.

6 - Mantenimiento en áreas administrativas.

7 - Entrenamiento y desarrollo de habilidades de operación.

Esquema del pilar Mejoras Enfocadas o Kobetsu Kaizen


2.- Instrumentos de Verificación para Sistemas Mecánicos

Falla y su Clasificación

El concepto de falla la podemos definir como: La terminación de la capacidad del equipo para

realizar la función requerida; también lo podemos definir como la perdida de la disponibilidad de una

pieza o una máquina.

La tasa de fallas de una pieza del equipo varía estadísticamente durante su ciclo de vida. Esta

relación por lo general muestra un patrón definido, denominado la curva de la tina de baño.

Mortalidad Infantil (Fallas Tempranas)

Ocurren al principio de la vida útil y constituyen un porcentaje pequeño del total de fallas.

Pueden ser causadas por problemas de materiales, de diseño o de montaje.


Tasa de Fallas Constante (Fallas Adultas)

Son las fallas que presentan mayor frecuencia durante la vida útil. Son derivadas de las

condiciones de operación y se presentan más lentamente que las anteriores (suciedad en un filtro de

aire, cambios de rodamientos de una máquina, etc.).

Fallas por Desgaste (Fallas Tardías)

Representan una pequeña fracción de las fallas totales, aparecen en forma lenta y ocurren en

la etapa final de la vida del bien (envejecimiento de la aislación de un pequeño motor eléctrico,

perdida de flujo luminoso de una lámpara, etc.).

La eficacia de un mantenimiento preventivo o planeado disminuye durante el período de

fallas aleatorias, que es el periodo más largo en la vida de servicio de una pieza de equipo. Para tener

los componentes para reparar el equipo durante el periodo aleatorio de fallas, se deben vincular los

datos de fallas de los componentes y la política de ordenamiento de piezas.

Para evitar tiempo muerto debido a la falta de disponibilidad de refacciones, se debe estimar

el número de refacciones necesarias para la operación uniforme del equipo durante un periodo

deseado, y las refacciones deberán estar disponibles cuando ocurra una demanda de las mismas.

TECNOLOGÍAS DE DIAGNÓSTICO Antes de la creación de tecnologías para evaluar la condición del equipo, los operadores y el

personal de mantenimiento acostumbraban confiar en sus propios sentidos:

• Tacto (temperatura, vibración, desgaste)

• Olfato (temperatura, contaminación)

• Vista (vibración, temperatura, alineación)

• Oído (ruido, vibraciones, cavitación, desgaste)

• Gusto (contaminación)

El objetivo de la inspección era buscar una señal de falla inminente, de manera que la

reparación pudiera planearse, programarse y completarse para minimizar el impacto en las

operaciones y costo total.

La dificultad clave en el empleo de los sentidos humanos es la subjetividad en la recopilación

de los datos y su interpretación, y la cantidad de tiempo disponible para reaccionar después que se

determina la condición.


Las técnicas de mantenimiento basados en las condiciones que se aplican más comúnmente son:

Análisis de Vibraciones

Análisis de Lubricantes

Termografía

Ultrasonido

Monitoreo de Efectos Eléctricos

Penetrantes

Análisis de Vibraciones

La vibración puede definirse como el movimiento de una masa desde su punto de reposo a lo

largo de todas las posiciones y de regreso al punto de reposo, en donde está lista para repetir el ciclo.

El tiempo que se requiere para esto es su período, y el número de repeticiones de este ciclo en un

tiempo dado es su frecuencia.

La severidad de la vibración se determina por la amplitud, o el máximo movimiento de su

velocidad pico y de su aceleración pico. El ángulo de fase a menudo se mide cuando se compara el

movimiento de una pieza que está vibrando con respecto a una pieza fija. Las máquinas vibrarán a lo

largo de un amplio espectro de frecuencias.

El análisis de vibraciones en el monitoreo de condiciones se realiza comparando las

características de las vibraciones de la operación actual con respecto a una línea de referencia, la cual

se midió cuando se sabía que la máquina estaba operando normalmente. La selección de los

parámetros específicos a medir depende principalmente de la frecuencia de la vibración.

Las técnicas para el análisis de vibraciones pueden utilizarse para vigilar el rendimiento del

equipo mecánico que gira, realiza movimiento reciprocante o tiene otras acciones dinámicas. Entre

los ejemplos se incluyen las cajas de engranes, los rodamientos, motores, bombas, ventiladores,

turbinas, transmisiones de banda o cadena, compresores, generadores, transportadores, máquinas

reciprocantes y máquinas indexadoras.

Los siguientes son tres tipos comunes de análisis de vibraciones:

El análisis de vibraciones de banda amplia monitorea el tren total de la máquina y es útil para revisar

información básica y tendencias, pero tiene un uso limitado en señalar áreas con problemas.


El análisis de vibraciones de banda octava es más útil, con el espectro dividido en una serie de rangos

que pueden compararse con valores predeterminados para descubrir desviaciones en la frecuencia de

vibraciones.

El análisis de vibraciones de banda estrecha es más útil como herramienta de diagnostico, con la

capacidad para determinar el área específica del problema y su causa.

Análisis de Lubricantes

Cuando se analiza el aceite de una máquina, existen varias técnicas diferentes que pueden

aplicarse para determinar la composición química del aceite y buscar materiales extraños en él.

La Ferrografía y la detección de virutas magnéticas examinan partículas de desgaste con base

de hierro en los aceites lubricantes para determinar el tipo y grado del desgaste, y pueden ayudar a

señalar el componente específico que está desgastado.

El análisis espectrométrico del aceite mide la presencia y cantidad de contaminantes en el

aceite mediante el espectrómetro de emisión atómica u absorción. Es útil para determinar la

presencia no sólo de hierro, sino también de otros elementos metálicos y no metálicos que pueden

estar relacionados con la composición de las diversas partes de la máquina, como rodamientos,

cojinetes, anillos de pistones, etc.

La Cromatografía mide los cambios en las propiedades de los lubricantes, incluyendo la

viscosidad, punto de inflamación, pH, contenido de agua y fracción insoluble, mediante la absorción y

análisis selectivos.

Termografía

Obtiene la temperatura superficial mediante la medición de radiación infrarroja; determina

conexiones eléctricas deficientes y puntos peligrosos, desgaste del refractario en hornos y turbinas.

Una cámara de rayos infrarrojos muestra variaciones en la temperatura superficial, calibrada para

proporcionar la temperatura absoluta o los gradientes de temperatura mediante variaciones en

blanco y negro o a color.

Ultrasonido

Existen varias técnicas para las pruebas de ultrasonido, pero todas ellas se emplean para

determinar fallas o anomalías en soldaduras, recubrimientos, tuberías, tubos, estructuras, flechas,

etc. Las grietas, huecos, acumulaciones, erosión, corrosión e inclusiones se descubren transmitiendo

pulsos u ondas de ultrasonido a través del material y evaluando la marca resultante para determinar

la ubicación y severidad de la discontinuidad. Esta técnica también se utiliza para medir la cantidad de

flujo.


Monitoreo de Efectos Eléctricos

Existen varias pruebas para determinar la corrosión empleando un circuito eléctrico sencillo,

el cual se monitorea mediante instrumentación de diferentes grados de complejidad. El Corractor

utiliza el método de polarización electroquímica en un recipiente con un líquido corrosivo. El

Corrometer utiliza la resistencia eléctrica a través de una varilla insertada en el entorno activo.

Generadores de Voltaje - Fusionadores

Los dispositivos más comunes utilizados para monitorear o probar los motores o los

generadores son los generadores de voltaje, incluyendo fusionadores. Éstos miden la resistencia del

aislamiento y aplican un voltaje de prueba que va de 250 a 10,000 volts.

Penetrantes

Los penetrantes electrostáticos y de tintes líquidos se utilizan para detectar grietas y

discontinuidades en superficies provocadas en la manufactura por desgaste, fatiga, procedimientos

de mantenimiento y reparación general, corrosión o desgaste general por agentes atmosféricos. Se

aplica el penetrante y se permite que penetre en la anomalía. La superficie se limpia y así el

penetrante se revela mediante técnicas visuales, fluorescentes o electrostáticas.

3.- Conceptos Básicos de Tribología (lubricación)

Se deriva de la palabra griega tribos, “frotar o rozar”. Para entender a la tribología se requiere

de conocimientos de física, de química y de la tecnología de materiales. Las tareas del especialista en

tribología (tribólogo) son las de reducir la fricción y desgaste para conservar y reducir energía, lograr

movimientos más rápidos y precisos, incrementar la productividad y reducir el mantenimiento.

La tribología toma en cuenta aspectos como: El diseño.

Los materiales de las superficies en contacto.

El sistema de aplicación del lubricante.

El medio circundante.

Las condiciones de operación.


Los factores que estudia la tribología La fricción entre dos cuerpos en movimiento.

El desgaste como efecto natural de la fricción.

La lubricación como un medio para evitar el desgaste.

La Fricción

Se define como la resistencia al movimiento durante el deslizamiento o

rodamiento que experimenta un cuerpo sólido al moverse sobre otro con el cual está en contacto y

depende de las características de las superficies.

Las dos leyes básicas de la fricción son:

1) La resistencia de fricción es proporcional a la carga.

2) La fricción es independiente del área de deslizamiento de las superficies.

Par de

objetos

en

contacto

Lubricante

Superficie

Pérdida de

material

Medio Ambiente


El Desgaste

Es el daño de la superficie por remoción de material de una o ambas superficies sólidas en

movimiento relativo. Es un proceso en el cual las capas superficiales de un sólido se rompen o se

desprenden de la superficie.

Es de esperarse que para aumentar la vida útil de un equipo se debe disminuir el desgaste al

mínimo posible.

Sin embargo, es común que varios de ellos se den cita en un mismo evento. El deslizamiento

entre superficies sólidas se caracteriza generalmente por un alto coeficiente de fricción y un gran

desgaste debido a las propiedades específicas de las superficies.

Respuesta de la superficie al daño por deslizamiento entre dos cuerpos.

Una profundidad de la penetración (δ/R) pequeña no daña la superficie, una profundidad de

la penetración (δ/R) grande causa gran daño a la superficie.

La Lubricación

Consiste en la introducción de una capa intermedia de un material ajeno entre las superficies

en movimiento, cuya función es disminuir la fricción y el desgaste. El término lubricante es muy

general, y puede estar en cualquier estado material: líquido, sólido, gaseoso e incluso semisólido o

pastoso.

Históricamente, el primer lubricante fue el sebo. Se utilizaba para engrasar las ruedas de los

carros romanos ya en el año 1400 a.c. Sin embargo, desde finales del siglo XIX más del 90% de todos

los lubricantes se derivan del petróleo o del aceite de esquistos, productos abundantes que pueden

destilarse y condensarse sin descomponerse.


Los lubricantes permiten un buen funcionamiento mecánico al evitar la abrasión o

agarrotamiento de las piezas metálicas a consecuencia de la dilatación causada por el calor. Algunos

también actúan como refrigerantes, por lo que evitan las deformaciones térmicas del material.

CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SU ESTADO FÍSICO

SÓLIDOS: Se emplean cuando las piezas han de funcionar a temperaturas muy extremas y cuando

intervienen elevadas presiones unitarias.

SEMISÓLIDOS: Las grasas son dispersiones de aceite en jabón. Se emplean para lubricar zonas

imposibles de engrasar con aceite, bien por falta de condiciones para su retención, bien porque la

atmósfera de polvo y suciedad en que se encuentra la maquina aconseja la utilización de un

lubricante pastoso.

LÍQUIDOS: Llamados en general aceites lubricantes.

GASEOSOS: Aire y Gases a presión.


¿Cuándo empleo grasa?

La grasa se emplea generalmente en aplicaciones que funcionan en condiciones normales de

velocidad y temperatura. La grasa tiene algunas ventajas sobre el aceite. Por ejemplo: la instalación

es más sencilla y proporciona protección contra la humedad e impurezas. Generalmente se utiliza en

la lubricación de elementos tales como cojinetes de fricción y antifricción, levas, guías, correderas,

piñonería abierta y en algunos rodamientos.

¿Cuándo empleo aceite?

Se suele emplear lubricación con aceite cuando la velocidad o la temperatura de

funcionamiento hacen imposible el empleo de la grasa, o cuando hay que evacuar calor. El aceite,

tiene su mayor aplicación en la lubricación de compresores, motores de combustión interna,

reductores, motorreductores, transformadores, sistemas de transferencia de calor, piñoneras

cerradas, cojinetes de fricción y antifricción y como fluidos hidráulicos.

Propiedades de los aceites lubricantes

Debemos de conocer las propiedades de los aceites lubricantes, para poder determinar cual

utilizaremos según la misión que deba desempeñar. Un buen aceite lubricante, a lo largo del tiempo

de su utilización, no debe formar excesivos depósitos de carbón ni tener tendencia a la formación de

lodos ni ácidos; tampoco debe congelarse a bajas temperaturas.


COLOR y FLUORESCENCIA: Cuando observamos un aceite lubricante a través de un recipiente

transparente el color nos puede dar idea del grado de pureza o de refino y la fluorescencia del origen

del crudo.

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: Es la resistencia que un fluido opone a cualquier movimiento interno de sus moléculas,

dependiendo por tanto, del mayor o menos grado de cohesión existente entre estas.

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 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 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.

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.

ÍNDIE 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.


NORMAS DE LOS ACEITES LUBRICANTES PARA MOTORES

SAE (Society of Automotive Engineers) Sociedad de Ingenieros Automotrices

API (American Petroleum Institute), Instituto Americano del Petróleo

ASTM (American Society for Testing Materials), Sociedad Americana de Prueba de Materiales

NORMA S.A.E.

La norma SAE J 300 definió lo que se denomina "Grado de viscosidad" para cada lubricante

Ej.: S.A.E. 40 (grado de viscosidad para el verano). Cuanto más elevado es el número mejor es el

mantenimiento de la viscosidad a altas temperaturas. En el caso de uso urbano o deportivo, o cuando

la temperatura del aire es elevada, el motor soporta altas temperaturas que acentuarán dicho

fenómeno. También es importante para la protección del motor la utilización de un aceite que se

mantenga lo suficientemente viscoso.

En frío, sin embargo, el aceite tiende a espesarse. Por ello, es importante que se mantenga

muy fluido, incluso en temperaturas bajas, para que pueda distribuirse por el motor y proteger así las

piezas mecánicas que están en movimiento. En este caso, el aceite también debe facilitar el arranque.

La viscosidad en frío se caracteriza, según las normas S.A.E por "Un grado de viscosidad invierno".

Ej.: S.A.E.10W El número que indica el grado de viscosidad invierno es siempre seguido de la letra W

(para "winter" que quiere decir invierno en inglés).

Los aceites monogrado son utilizados cuando la temperatura de funcionamiento varía poco (o

en aplicaciones especificas).

Los aceites multigrado responden a la vez a una graduación de invierno y una de verano.

Ej.: S.A.E. 10W 40 10W = Graduación de invierno y 40 = Graduación de verano El aceite multigrado es

menos sensible a la temperatura. Esto significa que en invierno permite un arranque fácil gracias a su

fluidez.


4.- Planificación de Trabajos de Mantenimiento.

Describir los elementos necesarios para la preservación y conservación de los sistemas

mecánicos mediante la elaboración de programas de mantenimiento preventivo.

El alumno realizará una investigación y descripción de los conceptos: 1. Programa de Mantenimiento

2. Orden de trabajo

3. Bitácora de Mantenimiento

4. Registro de Intervenciones

5. Hoja de Verificación

Apoyándose en:

Dounce Villanueva, E., & J.F., D. P. (2005). Productividad en el mantenimiento industrial.

México D.F.: CECSA.

Duffua – Raouf – Dixon. (2004). Sistemas de Mantenimiento. Planeación y Control


5.- Dispositivos de Seguridad en Sistemas Mecánicos

Identificar los elementos de protección de los sistemas mecánicos de acuerdo a las

especificaciones del fabricante y las normas de seguridad industrial que involucran el mantenimiento

mecánico.

Verificar que los elementos de protección de un sistema mecánico cumplan con las normas

de seguridad industrial.

El alumno elaborará un documento donde se identifique los elementos de

protección de un sistema mecánico.

Apoyándose en investigaciones por internet.

REFERENCIAS

Dounce Villanueva, E. (2005). La administración del mantenimiento. México,

D.F.: CONTINENTAL.

Dounce Villanueva, E., & J.F., D. P. (2005). Productividad en el mantenimiento

industrial. México D.F.: CECSA.

Monchy, P. (2005). Teoría y práctica del mantenimiento industrial. Roma, Italia:

MASSON.

Dounce Villanueva, E. (2006). Un enfoque analítico del mantenimiento

industrial. México, D.F.: CECSA.

Evans James R., L. W. (2008). Admnistración y control de la calidad. México,

D.F.: CENGAGE.

Newbrough, E. (1997). Administración del mantenimiento industrial,

organización, motivación y control en el mantenimiento industrial. México, D.F.:

Diana.

mantenimiento y seguridad

Documents