patricio a casanova q

8/12/2019 Patricio a Casanova Q

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UNIVERSIDAD DE TALCAFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA

REVISIN DE PAUTAS Y ELABORACIN DE MANUAL DEMANTENIMIENTO, BASADO EN EL ANLISIS FMECA,PARA LOS SISTEMAS MOTRICES DE LOS HORNOS

ROTATORIOS DE FUNDICIN CALETONES.

MEMORIA PARA OPTAR ALTTULO DE INGENIERO DEEJECUCION EN MECANICA

PROFESOR GUA:FERNANDO ESPINOSA FUENTES

PATRICIO ANDRES CASANOVA QUINTANILLACURIC - CHILE

2008


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II

AGRADECIMIENTOS.

Mis sinceros agradecimientos a CODELCO CHILE, Divisin el TENIENTE, Fundicin

CALETONES, en especial a la Sper Intendencia de Mantenimiento, en su especialidad

reparaciones generales hornos, por brindarme la oportunidad de realizar mi prctica profesional

y memoria de titulo en sus instalaciones. Quisiera agradecer a Don Nelson Flores Espinoza,

Ingeniero Mantenedor, por la confianza entregada. Adems quisiera dar mis sinceros

agradecimientos a todo el personal del turno mecnico reparaciones generales hornos, en

especial a Don Jaime Pino Galarce, Don Ral Navarrete Godoy, Arturo Sandoval Fuenzalida,

Benito Carrasco Veras.

Agradezco tambin a la Universidad de TALCA y su docencia, por su labor formadora, en

especial a los profesores: Fernando Espinosa Fuentes, por ser mi profesor gua en este tema y

al profesor Gonzalo Salinas Salas, por su confianza y consejos brindados.


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III

Dedicado a:

Mi madre Ana Mara Quintanilla Urtuvia y mi padre Ramn Patricio Casanova

Urzua, por su incesante apoyo y confianza en las capacidades de sus 4 hijos, gracias.

A mis hermanos Ramn Alonso Casanova Quintanilla, Jos Ignacio Casanova

Quintanilla y Sebastin Matas Casanova Quintanilla. Gracias por todos esos momentos

que solo se pueden compartir entre hermanos.

A mis compaeros de Universidad, en especial a Gonzalo Montecino Bravo, Gabriel Das

Santelices y Hernn Araneda Vargas, por todos esos momentos de compaerismo.

A mis profesores, por su labor formadora, en especial al profesor Gonzalo Salinas Salas, porla confianza y consejos.

A la familia Araneda Vargas, Don Arturo Araneda Montecino, Doa Angelita Vargas

Vargas y Francisco Araneda Vargas. Por su paciencia y cario entregados durante mi

estancia en coya, no lo olvidare.

Finalmente pero de un modo muy especial quisiera dedicar este trabajo a la persona mas especial

de mi vida, con la que quiero estar hasta mi ultimo da, Amparo de los ngeles Ponce San

Martin.


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IV

RESUMEN.

El trabajo presentado en la presente memoria consiste en: a partir de la aplicacin del anlisis

FMECA, realizar la revisin de las pautas de mantenimiento aplicadas comnmente a los

sistemas motrices de los hornos giratorios, en fundicin CALETONES, DIVISIN ELTENIENTE de CODELCO CHILE, con el fin de realizar posibles modificaciones (agregar

tareas), a estas pautas, adicionalmente se busca la creacin de un solucionario de problemas,

en modo de un manual de procedimientos de mantenimiento y lubricacin, que contendr

fichas tcnicas de los equipos y las soluciones a sus distintos modos de falla. Estos sistemas

motrices son del tipo BOGIFLEX, comprados a la empresa CITROEN MESSIAN DURAND, de

nacionalidad francesa, los cuales son utilizados como sistemas motrices (mecanismos de

transmisin de potencia y mecanismos reductores de velocidad).

El anlisis fue dividido en dos partes, ya que existen dos tipos de estos equipos actualmente en

operacin en las instalaciones de la fundicin: BOGIFLEX tipo BFT y tipo BF.

De la realizacin del anlisis y de los resultados obtenidos de este, se pudo identificar los

componentes crticos de cada equipo, descubrir sus modo(s) de falla y efecto(s). Utilizando los

valores del ndice de criticidad, obtenidos del FMECA, se pudo determinar cuales tems

resultan ser ms crticos, con esto se logro realizar la comparacin con las pautas actualmente

usadas, descubriendo que estas fallas se encuentran cubiertas por las mismas.

Luego se procedi con la elaboracin del manual de mantenimiento, en el cual se detallan: el

personal requerido, las zonas de trabajo, herramientas, repuestos y medidas de seguridad a

adoptar. Para cada uno de los equipos en estudio.

PALABRAS CLAVES: Mantenimiento, BOGIFLEX, FMECA, criticidad, seguridad.


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V

Abstract.

This final job consists of: from the application of FMECA analysis, to make the revision of the

maintenance guidelines commonly applied to the motor systems of the revolving furnaces, in

smelting CALETONES, DIVISION el TENIENTE of CODELCO CHILE, with the purpose ofimplementing possible modifications (to add tasks) to these guidelines, additionally looks for the

creation of a problems solucionary in a form of maintenance procedures manual and

lubrication, that will contain lists of equipment credits and the solutions to its different fault

These motor systems are of type BOGIFLEX, bought to French company CITROEN MESSIAN

DURAND, which are used like motor systems (mechanisms of power transmission and reducing

mechanisms of speed).

The analysis was divided in two parts, since two types of this equipment are in operation in the

facilities of the smelting at the moment: BOGIFLEX type BFT and type BF.

Of the accomplishment of the analysis and the results obtained from this, it was possible to be

identified the critical components of each equipment, to discover his fault mode(s) and effect(s).

Using the values of the critic index, obtained of the FMECA, it was possible to be determined as

items turns out to be more critical, with this profit to be made the comparison with the guidelines

at the moment used, discovering that these faults are covers by the same ones.

Soon it was come with the elaboration of the maintenance manuals in which they are detailed:

the required personnel, the work zones, tools, spare parts and safety measures to adopt.

KEY WORDS: Maintenance, BOGIFLEX, FMECA, criticism, security.


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VI

INDICE

Agradecimientos. II

Dedicatoria. III

Resumen. IVAbstract. V

ndice VI

CAPITULO 1 Introduccin. 1

1.1 Antecedentes y motivacin. 2

1.2 Descripcin del problema. 2

1.3 Solucin propuesta. 2

1.4 Objetivos y alcances del proyecto. 3

1.5 Metodologa y herramientas. 3

1.6 Resultados obtenidos. 4

1.7 Organizacin del documento. 4

CAPITULO 2 Fundamentos tericos. 5

2.1 Antecedentes de la empresa. 6

2.1.1 Corporacin nacional del cobre (CODELCO). 6

2.1.2 Divisin EL TENIENTE. 6

2.1.3 Mantenimiento nave. 10

2.1.4 Procesos de la Fundicin CALETONES. 11

2.1.5 Moldeo de Productos. 15

2.1.6 Limpieza de Gases. 15

2.2 Equipos en estudio. 16

2.2.1 Transmisin BOGIFLEX Tipo BFT, CITROEN MESSIAN DURAND. 16

2.2.2 Transmisin BOGIFLEX Tipo BF, CITROEN MESSIAN DURAND (CMD). 19

2.3 Principales componentes de estos equipos. 22

2.3.1 Motor elctrico. 22

2.3.2 Frenos electromagnticos. 22

2.3.3 Limitador de torque. 26

2.3.4 Polines de reaccin. 28

2.3.5 Acoplamientos de transmisin. 28

2.3.6 Reductores CMD. 30

2.3.7 Eje cardanico. 31

2.3.8 Cardan VOITH Serie S 32

2.3.9 Engranajes, Pin - Corona. 322.3.10 Tornillo sin fin. 33


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VII

2.4 Anlisis del modo de falla y efecto (FMEA). 35

2.4.1 Objetivo del anlisis. 36

2.4.2 Pre-requisitos para el anlisis. 36

2.4.3 Utilizacin del formulario de FMEA. 37

2.4.4 Etapas de elaboracin del FMEA 38

CAPIYULO 3 Desarrollo de la solucin. 48

3.1 Ubicacin actual de los equipos en estudio. 49

3.2 Revisin de pautas de mantenimiento. 50

3.2.1 Pauta mensual (especialidad mecnica), convertidor PIERCE SMITH 1

(BOGIFLEX tipo BFT). 50

3.2.2 Pauta mensual (especialidad mecnica), convertidor TENIENTE N 1

(BOGIFLEX tipo BF). 513.3 Aplicacin del anlisis FMECA. 52

3.3.1 Consideraciones del anlisis. 52

3.3.2 Anlisis FMECA, equipo BOGIFLEXS tipo BFT. 53

3.3.3 Anlisis FMEA, equipo BOGIFLEXS tipo BF. 56

CAPITULO 4 Exposicin de resultados 66

4.1 Resultados obtenidos. 67

4.2 Criterios utilizados para la generacin del manual deprocedimientos de mantencin. 67

4.2.1 Pauta de reparacin. 67

4.2.2 Pauta de reparacin del freno (BOGIFLEX BFT). 68

4.3 Criterios utilizados para la reestructuracin de las pautas de mantenimiento

preventivo, equipos BOGIFLEX tipos BFT y BF. 69

4.4 Valores obtenidos del ndice de riesgo del equipo BOGIFLEX tipo BFT. 70

4.5 Valores obtenidos del ndice de riesgo del equipo BOGIFLEX tipo BF. 72

4.6 Criterio de discriminacin de los valores obtenidos del ndice de riesgo decada modo de falla. 74

4.7 Resultados para BOGIFLEX tipo BFT. 76

4.7.1 Alto riesgo. 76

4.7.2 Muy alto riesgo. 76

4.8 Resultados para BOGIFLEX tipo BF. 76

4.8.1 Alto riesgo. 76

4.8.2 Muy alto riesgo. 76


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VIII

CAPITULO 5 Discusin de resultados. 77

5.1 Anlisis de resultados obtenidos. 78

5.2 Comparacin de pautas de mantenimiento. 78

5.2.1 Resultados, en el caso del BOGIFLEX tipo BFT, los componentes que

arrojaron ndices de riesgos altos. 78

5.2.2 Componentes que arrojaron ndice de riesgo muy alto. 79

5.2.3 En el caso del BOGIFLEX tipo BF los componentes que arrojaron ndices

de riesgos altos. 79

5.2.4 tems con riesgos muy altos. 80

5.5 Creacin del manual de mantenimiento. 81

CAPITULO 6 Conclusiones y proyecciones. 82

6.1 Conclusiones. 83

6.2 Proyecciones. 84

7 Apndices. 85

7.1 Glosario tcnico. 86

7.2 Procedimientos de seguridad asociados a la ejecucin de las pautas de

mantenimiento. 87

7.3 Manual de Mantenimiento de Sistemas Motrices Hornos Fundicin. 88

NDICE DE FIGURAS

FIGURA 2.1. Instalaciones de la Divisin EL TENIENTE. 7

FIGURA 2.2. Fundicin CALETONES, tomada camino a SEWELL. 8

FIGURA 2.3. Diagrama organizacional de fundicin CALETONES. 9

FIGURA 2.4. Diagrama de las unidades que componen la superintendencia

de mantenimiento. 9

FIGURA 2.5. Diagrama de las reas que componen la unidad de mantenimiento. 10

FIGURA 2.6. Sistema motriz BOGIFLEX tipo BFT ubicado en convertidor

PIERCE SMITH 2. 16FIGURA 2.7. Diagrama de partes de BOGIFLEX tipo BFT. 18

FIGURA 2.8. Sistema motriz BOGIFLEX tipo BF, convertidor TENIENTE 1. 19

FIGURA 2.9. Diagrama de partes BOGIFLEX tipo BF, vista lateral. 21

FIGURA 2.10. Diagrama de partes BOGIFLEX tipo BF, vista trasera. 21

FIGURA 2.11. Motores elctricos, convertidores PIERCE SMITH 2 y TENIENTE 1. 22

FIGURA 2.12. Freno electromagntico GENERAL ELECTRIC, convertidor TENIENTE 1. 22

FIGURA 2.13. Diagrama de partes de motor GENERAL ELECTRIC. 24

FIGURA 2.14. Diagrama de partes limitador de torque MONOBLOCK. 27

FIGURA 2.15. Polines de reaccin, convertidor TENIENTE 1. 28


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IX

FIGURA 2.16. Acoplamiento rgido enflanchado (machn), convertidor PIERCE SMITH 1. 28

FIGURA 2.17. Reductores primarios, convertidor PIERCE SMITH 1,

convertidor TENIENTE 1. 30

FIGURA 2.18. Eje cardanico VOITH SL 1-225-5, convertidor TENIENTE 1. 31

FIGURA 2.19. Corona convertidor TENIENTE 1, pin convertidor PIERCE SMITH 2. 32FIGURA 2.20. Tornillo sin fin BOGIFLEX BFT, convertidor PIERCE SMITH 2. 33

FIGURA 2.21. Diagrama de las herramientas y la secuencia ser usada en la aplicacin

del FMEA. 37

FIGURA 2.22. La figura ilustra un formulario tpico de FMEA. 37

FIGURA 2.23. La figura muestra los pasos habituales para la aplicacin de la tcnica. 38

FIGURA 2.24. La figura muestra la relacin entre las fallas, los modos de fallas y

las causas de las fallas. 41

FIGURA 2.25. Diagrama de relacin, probabilidad de ocurrencia severidad de la

consecuencia. 45

FIGURA 2.26. Diagrama de maneras de reducir los riesgos. 46

FIGURA 3.1. Diagrama de las posiciones utilizada por cada horno dentro de la nave

de convertidores. 49

FIGURA 3.2. Diagrama de las funciones que debe cumplir el equipo BOGIFLEX tipo BFT. 53

FIGURA 3.3. Diagrama de funciones principales y funciones secundarias del BOGIFLEX

tipo BFT. 54

FIGURA 3.4. Diagrama jerrquico de componentes del BOGIFLEX tipo BFT. 55

FIGURA 3.5. Diagrama de las funciones que debe cumplir el equipo BOGIFLEX tipo BF. 56

FIGURA 3.6. Diagrama de funciones principales y secundarias del BOGIFLEX tipo BF. 57

FIGURA 3.7. Diagrama jerrquico de componentes del BOGIFLEX tipo BF. 58

FIGURA 4.1. Grfico de datos obtenidos del RPN, BOGIFLEX tipo BFT. 71

FIGURA 4.2. Grfico de datos obtenidos del RPN, BOGIFLEX tipo BF. 73

FIGURA 4.3. Grfico discriminado de valores de RPN, fallas ms crticas

BOGIFLEX tipo BFT. 75

FIGURA 4.4. Grfico discriminado de valores de RPN, fallas ms crticas

BOGIFLEX tipo BF. 75

NDICE DE TABLAS

TABLA 2.1. Tabla de probabilidad de ocurrencia de las fallas. 44

TABLA 2.2. Tabla de severidad de las fallas. 45

TABLA 2.3. Tabla de probabilidad de deteccin de las fallas. 45

TABLA 4.1. Tabla de enumeracin de las distintas causas de fallas BOGIFLEX tipo BFT. 70

TABLA 4.2 Tabla de los ndices de riesgo (RPN) correspondiente a cada cauda de falla. 71

TABLA 4.3. Tabla de enumeracin de las distintas causas de fallas BOGIFLEX tipo BF. 72

TABLA 4.4. Tabla de los ndices de riesgo (RPN) correspondiente a cada cauda de falla. 73TABLA 4.5. Tabla de niveles de riesgo de la falla. 74


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CAPITULO 1INTRODUCCION


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2

1.1.- ANTECEDENTES Y MOTIVACIN

Hoy en da es de vital importancia para el buen funcionamiento de una empresa, el contar con

sistemas de informacin adecuados sobre sus equipos (manuales, planos), que le permitan

desarrollar los procesos de mantenimiento de forma sencilla y rpida, logrando por

consiguiente entregas oportunas de los equipos.

Este es el motivo por el cual se desarrolla este tema de memoria. CODELCO CHILE,

DIVISIN EL TENIENTE, FUNDICIN CALETONES, emprendi la tarea de crear un manual

explicativo, sobre los sistemas motrices de los hornos giratorios, con el cual se apoyara, ante

cualquier duda, a los trabajadores, durante los procesos de mantenimiento.

El manual de consulta pretende recoger y ordenar la informacin disponible sobre el

Mantenimiento de los sistemas motrices en un lenguaje claro y tcnico, para as mejorar ladisponibilidad y confiabilidad de los equipos.

Este trabajo se realizar en las instalaciones de CODELCO CHILE, DIVISIN EL TENIENTE,

FUNDICIN CALETONES, y ser supervisado por Don Nelson Flores, Ingeniero Fundicin.

1.2.- DESCRIPCIN DEL PROBLEMA

Los sistemas motrices de los Hornos utilizados en fundicin CALETONES, actualmente no

cuentan con un manual prctico de consulta. Si bien es cierto existen planos y pautas de

mantenimiento, falta una herramienta que tome el historial de fallas de los sistemas motrices;

para entregar informacin que sirva como referente para mantener y reparar estos sistemas.

1.3.- SOLUCIN PROPUESTA

A fin de realizar este trabajo, se realizar un anlisis del tipo FMECA (Anlisis de los modos de

falla, efectos y criticidad), este anlisis es de tipo bottoms-up (desde el fondo), donde se

asigna un valor de criticidad y una probabilidad de ocurrencia para cada tipo de falla posible.

Aunque en esta primera parte slo se utilizar la componente de criticidad del anlisis, es decir

mediante el FMECA, aplicado a los sistemas motrices, se podr identificar, todos los posibles

tipos de modos de falla, con el fin de crear, a partir de estos, solucionarios de fallas, cartillas de

mantenimiento, cartillas de lubricacin y estrategias de mantenimiento.


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3

1.4.- OBJETIVOS Y ALCANCES DEL PROYECTO

1.4.1.- Objetivo general

Realizar un manual de procedimientos, que quede a disposicin del personal, para consultassobre mantenimiento mecnico, de los sistemas motrices de los hornos de fundicin.

1.4.2.- Objetivo especi fico

Verificacin de los tipos de sistemas motrices presentes en fundicin caletones

Realizar un listado de las partes componentes de los tipos de sistemas motrices

usados.

Elaborar las fichas tcnicas de los sistemas motrices de los hornos.

Elaborar cartillas de mantenimiento para cada equipo.

Elaborar cartillas de lubricacin para cada equipo.

Elaborar solucionarios de posibles tipos de fallas, que se pueden producir.

Generar estrategias de manutencin para los hornos.

1.4.3.- Alcances

Con la realizacin de este trabajo, se lograr que los trabajadores tengan acceso a un manual

que contenga en forma clara y sencilla, los procedimientos a adoptar en caso de algn tipo defalla, as como los trabajos preventivos que se deben aplicar a cada equipo, se podr adems

generar estrategias de mantenimiento para los equipos, a partir de la comparacin de los datos

obtenidos de los archivos histricos de mantenimiento versus los entregados por el anlisis

FMECA.

1.5.- METODOLOGAS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS

La metodologa utilizada para la resolucin de este problema es el anlisis FMECA, el cual

cumple todas las expectativas de este trabajo, logrndose con el la identificacin de los tems

que componen cada equipo, los modos de falla de estos y sus efectos, datos que son de suma

importancia a la hora de querer generar manuales de mantenimiento.

Adems el anlisis permite calcular el ndice de riesgo de cada componente (RPN), a partir del

anlisis de tres variables (severidad de la falla, ocurrencia de esta y facilidad de deteccin de

esta). El RPN ser de gran importancia a la hora de ver si es necesario reformular las pautas

mantenimiento, otro de los puntos importantes de esta memoria.


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4

1.6.- RESULTADOS OBTENIDOS

Los resultados obtenidos fueron los esperados, el anlisis se comporto bien, abarcando todas

las reas de trabajo del equipo, pudiendo as identificar los modos de falla y efecto de cada

componente de estos, determinando el ndice de criticidad de las partes, con el fin de realizarlas comparaciones pertinentes. Adems a partir del anlisis se pudo construir el manual de

procedimientos de mantenimiento para cada sistema motriz en particular.

1.7.- ORGANIZACIN DEL DOCUMENTO

El documento fue formulado en siete captulos los cuales corresponden:

CAPITULO 1: En primer lugar una introduccin del problema, objetivos generales, objetivos

especficos, alcances del tema, entre otras.CAPITULO 2: En el siguiente capitulo se hace mencin a la empresa y su organizacin, as

como a los equipos en estudio, sus componentes mas importantes y finalmente se trata el tema

del anlisis a implementar, se describen sus funciones y aplicaciones.

CAPITULO 3: En este capitulo se expone el trabajo de anlisis de la memoria, los pasos que

fueron seguidos y la tabla de l anlisis FMECA como resultado final.

CAPITULO 4: En este capitulo se exponen los resultados obtenidos del anlisis y se designan

los criterios de discriminacin de los mismos.

CAPITULO 5: En este capitulo se analizan los datos obtenidos del ndice de criticidad de los

componentes, realizando la comparacin con las pautas aplicadas, con el fin de verificar si

estos modos de falla son prevenidos en las acciones de mantenimiento peridicas. Adems se

anexan algunas referencias del modo de realizacin del manual.

CAPITULO 6: Se realizan las conclusiones del trabajo y se analizan las posibles expectativas

para trabajos posteriores.

Capitulo 7: En esta parte se anexaron todas las ayudas para el mejor entendimiento de esta

memoria como son: glosarios tcnicos y detalles de los procedimientos de seguridad que son

nombrados en la memoria.

Adems es en esta parte donde esta incluido el manual de procedimientos asociados a lastareas de mantenimiento, de los equipos BOGIFLEX tipo BFT y tipo BF.


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CAPITULO 2FUNDAMENTOS TEORICOS


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2.1.- ANTECEDENTES DE LA EMPRESA

2.1.1.- CORPORACIN NACIONAL DEL COBRE (CODELCO).

CODELCO-CHILE (acrnimo de Corporacin Nacional del Cobre de Chile) es la empresa minera

estatal encargada de explotar los yacimientos cuprferos nacionalizados el 11 de julio de 1971. Por

el tamao de sus instalaciones y el volumen de produccin es considerada una de las compaas

mineras ms grandes del mundo. Creada por el Decreto Ley N 1.350 del 1 de abril de 1976 a

partir de la Corporacin del Cobre. Codelco cuenta con cinco divisiones mineras, las cuales estn

ubicadas en la zona norte y centro de chile, las cuales son:

Divisin CODELCO NORTE.

Divisin EL SALVADOR. Divisin VENTANA.

Divisin ANDINA.

Divisin EL TENIENTE.

2.1.2.- Divisin EL TENIENTE.

En 1905 el pionero estadounidense William Branden, con su empresa BRADEN COPPER CO.,

comenz la explotacin del mineral en plena Cordillera de Los Andes. Posteriormente, suadministracin fue traspasada a la KENECOTT CORPORATION, que catapult a EL TENIENTE al

liderazgo de la gran minera mundial, introduciendo paulatinamente la tecnologa e ingeniera en

minas.

Su sitial como la mina subterrnea ms grande del mundo se vio confirmado a partir de 1968,

cuando el Estado chileno adquiri el 51 por ciento de la propiedad de EL TENIENTE a travs del

proceso de Chilenizacin del Cobre. Buscando consolidar esa posicin y aportar al mximo para el

desarrollo de Chile, en 1971, con la nacionalizacin de la gran minera, se convirti en una

empresa ciento por ciento estatal.

EL TENIENTE es una las cinco divisiones operativas de CODELCO CHILE. Sus instalaciones se

encuentran ubicadas principalmente en la VI regin de chile. A 80 Km al sur de SANTIAGO y a

2.500 metros sobre el nivel del mar. Sus actividades se desarrollan en la localidad de

RANCAGUA, COLON, SEWELL, CALETONES, COYA y el tranque de relaves CAREN. Sus

operaciones se centran en la explotacin de la mina subterrnea mas grande del mundo, la cual

comenz su explotacin en 1904 y posee ms de 2.400 Km de galeras subterrneas. EL

TENIENTE produce aproximadamente unas 440.000 Toneladas de cobre fino al ao en forma de

lingotes refinados a fuego (RAF) y nodos de cobre. Como resultado del procesamiento del

mineral se obtiene unas 4.000 Toneladas de molibdeno anual.


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7

La produccin de cobre en EL TENIENTE se obtiene a travs de un proceso que contempla

diferentes etapas:

La primera corresponde a la extraccin del mineral, desarrollada al interior de la mina en ocho

reas de produccin. Las capas superiores contienen mineral secundario, caracterizado por roca

blanda y de fcil fragmentacin, que es extrado por el mtodo de hundimiento por bloque (blockcaving), con traspaso gravitacional desde el sector donde se realiza esta labor hasta el de

produccin. En los sectores de roca primaria, de caractersticas ms dura y con mineral de menor

ley, se utiliza un mtodo de explotacin altamente mecanizado.

La segunda etapa corresponde al proceso de concentracin que se realiza en SEWELL y COLN,

donde se reduce el mineral a travs del chancado y la molienda, separando las partculas de cobre

y molibdeno del material estril por medio de la flotacin.

Finalmente en la tercera etapa se realiza la fundicin, en CALETONES, a travs del tratamiento

del concentrado (con un 32% de pureza) en operaciones piro-metalrgicas que permiten obtener

cobre metlico. La fusin se ejecuta principalmente en dos convertidores TENIENTE, cuatro

convertidores tradicionales (PEIRCE SMITH) y cuatro hornos de tratamiento de escorias (HLE).

FIGURA 2.1. Instalaciones de la Divisin EL TENIENTE.


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8

2.1.2.1.-Fundicin CALETONES.

FIGURA 2.2. Fundicin CALETONES, tomada camino a SEWELL.

La Fundicin de CALETONES est ubicada en la zona central, VI Regin de Chile a 1.540 metros

sobre el nivel del mar, en la Cordillera de Los Andes.

Latitud: 34 06 16 (N.6, 225.250)

Longitud O: 70 26 50 (E.366.500)

El inicio de sus operaciones data del da 20 de Abril de 1907, con el objeto de procesar el

concentrado de cobre proveniente de SEWELL. En al Actualidad la Fundicin CALETONES opera

con 15 hornos giratorios donde se cuentan: 2 Convertidores TENIENTE, 4 Convertidores PIERCE

SMITH, 4 Hornos Limpieza de Escoria (HLE), 2 Hornos Andicos y 3 Hornos Refinacin a Fuego

(RAF).


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2.1.2.2.- Organigrama Fundicin CALETONES.

*Preparacin de carga

FIGURA 2.3. Diagrama organizacional de fundicin CALETONES.

2.1.2.3.- Superintendencia de mantenimiento

La superintendencia de mantenimiento es la organizacin responsable de la mantencin de los

activos operacionales de la Gerencia de Fundicin. Cuenta con dos Unidades operativas y dos de

gestin.

FIGURA 2.4. Diagrama de las unidades que componen la superintendencia de mantenimiento.

Gerencia

Fundicin

Departamento de Gestin

Operativa

Superintendencia de

Procesos

Superintendencia de

Fusin-Conversin

Superintendencia de

Refinado y Moldeo

Superintendencia de

Plantas

Superintendencia de

Mantencin

GestinGestin

PRECA* Conversin Refinacin

Gestin de la Mantencin Mantenimiento Nave Mantencin Plantas

Superintendencia de

Mantenimiento

Ingeniera de la

mantencin


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2.1.3.- Mantenimiento nave.

En la Unidad de Mantencin Nave existen dos reas encargadas de la reparacin general de los

hornos, las reas Mantencin Mecnica y Refractaria. Estas reparaciones consideran 4

Convertidores PIERCE SMITH, 2 Convertidores TENIENTE, 4 hornos Procesadores de Escoria(HLE), 2 hornos de Refinacin Andica y 3 hornos de refinacin a fuego (RAF).

La estructura organizacional es la siguiente:

FIGURA 2.5. Diagrama de las reas que componen la unidad de mantenimiento.

2.1.3.1.- Reparacin General Hornos.

La reparacin general de un Horno fundicin se realiza de la siguiente manera:

2.1.3.2.- Estructura Metal Mecnica.

Los trabajos estructurales buscan recuperar las condiciones originales del equipo. Los mayores

daos ocurren en las bocas de carga, lneas de toberas, caceras de alimentacin de suministros,

alimentadores de carga, pasajes de sangra y campana evacuacin de gases. Varios de los

elementos daados son recuperados y otros reemplazados en su conjunto.

2.1.3.3.- Mampostera Refractaria.

La reparacin de la mampostera refractaria se inicia con el cambio de ladrillos en aquellas zonas

que perdieron ms de un 30% del espesor original, el resto del ladrillo se mantiene. Una vez que

se realiza la reparacin de la mampostera el horno es calentado de acuerdo a una curva

caracterstica para permitir su racional dilatacin.

Mantencin

ElctricaMantencin

Hornos Refino

Mantencin

Reparaciones

Generales Hornos

Unidad de Mantencin

Nave

Mantencin

Preventiva

Convertidor,

Gras

Mantenimiento

PreventivoRefino y

Moldeo

Mantenimiento

preventivocorreas y

fluosolido


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2.1.4.- Procesos de la Fundicin CALETONES.

La fundicin de Caletones actualmente posee una capacidad instalada para procesar 1.250 kta de

concentrado de cobre operando 357,7 das al ao (considerando 7 das de detencin total debido

a los feriados laborales). El total del concentrado alimentado proviene del complejo Mina-Concentrador de la Divisin El Teniente.

El concentrado que ingresa a la Fundicin es un material constituido por una mezcla de minerales

entre los que se destacan principalmente, calcopirita (CuFeS2), bornita (Cu5FeS4), digenita

(Cu1.8S), pirita (FeS2), calcosina (Cu2S), covelina (CuS), tenantita-tetrahedrita (Cu12(As, Sb)4S13),

Molibdenita (MoS2) y el resto del material llamado ganga est compuesto principalmente por

cuarzo (SiO2), magnesita (MgO), xido de calcio (CaO) y Almina (Al2O3). Este material es

alimentado a la Fundicin con una humedad promedio de 8 a 9 %.

2.1.4.1.- Secado de Lecho Fluidizado de Concentrado.

El concentrado recibido con 7 a 9,5% de humedad, es sometido a una etapa de secado a muerte

(


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efecta la etapa final de conversin a cobre BLISTER. La escoria generada es evacuada por un

pasaje de sangra ubicado en el extremo opuesto al punto de extraccin del metal blanco y

transferida a los Hornos de Limpieza de Escorias, donde se lleva a cabo un proceso de reduccin,

sedimentacin y recuperacin de los contenidos de valor metlico.

Los gases del Convertidor Teniente arrastran una cantidad de polvo que es recuperado en losprecipitadores electrostticos y posteriormente enviados a la planta de tratamiento de polvos,

ubicada en Coln, donde se recupera el cobre soluble por mtodos hidro-metalrgicos y el

material no soluble (Cu, sulfuro y otros) es retornado a la Fundicin y mezclado con el concentrado

TENIENTE. Este retorno representa alrededor del 0,1% del concentrado alimentado a la

Fundicin.

Adems de Concentrado en el Convertidor Teniente se alimentan otros materiales:

Carga Fra Fina (< 2), que es una mezcla de materiales con contenido de Cu proveniente del

enfriamiento de los lquidos transportados en la Nave de la Fundicin.

Ripios, material recirculado desde Planta de Tratamiento de polvos Fundicin mezclado en el

concentrado.

Lquidos internos recirculados, Metal de Hornos Limpieza de Escoria, escorias de conversin y

etapas de refinado.

2.1.4.3.- Convert idores PIERCE SMITH.

El metal blanco con un 74 a 76 % de cobre, producido en los Convertidores TENIENTE y Hornos

Limpieza de Escoria (HLE), es transportado en ollas de 42 Toneladas de capacidad a los

Convertidores PIERCE SMITH para realizar el proceso de conversin. El propsito de la

conversin del metal blanco es eliminar el principalmente el azufre y fierro remanentes, as como

otras impurezas, mediante un proceso de oxidacin a alta temperatura. Para lograr este resultado

se inyecta en el bao lquido aire de soplado por toberas. Una vez obtenido el cobre metlico o

BLISTER con un 99,3 % de pureza pasa a la etapa de refinado y moldeo, donde es tratado en los

hornos andicos y hornos de refinado a fuego (RAF) para su refinamiento.

Este proceso es batch y se puede dividir en tres etapas principales:

Carguo de metal blanco.

Soplado del metal para la conversin a cobre BLISTER.

Vaciado de productos, Cobre BLISTER a procesos de refinado.

Escoria de conversin (de alto contenidos de magnetita y cobre) con destino a Convertidores

TENIENTE.

En la actualidad tambin es posible operar este proceso en forma continua, en la cual el carguo

del metal blanco y la produccin de cobre BLISTER son en forma peridica y los tiempos de no

soplado son mnimos, manteniendo un inventario permanente de lquidos en el horno.


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2.1.4.4.- Horno Limpieza de Escoria (HLE)

Es un reactor en el que se realiza la reduccin de la magnetita contenida en la escoria del

Convertidor TENIENTE con el objetivo de disminuir la viscosidad de la escoria y as facilitar la

recuperacin del cobre atrapado mecnicamente en ella, a travs de la sedimentacin debido a sumayor densidad. La Fundicin cuenta con cuatro equipos para procesar la totalidad de la escoria

producida por los Convertidores TENIENTE.

Bsicamente la operacin del Horno de Limpieza de Escoria comprende cuatro etapas:

Carga de la escoria al horno.

Reduccin de la magnetita contenida en la escoria alimentada.

Sedimentacin de la mata o separacin de las fases metal y escoria.

Extraccin de la escoria final y mata de alta ley.

La carga de la escoria fundida proveniente del Convertidor Teniente se realiza en forma semi-

continua por medio de tazas de38Toneladas de capacidad, transportadas por gras desde los

convertidores a los Hornos de Limpieza de Escoria.

Las reacciones qumicas de reduccin que se producen son endotrmicas (consumen energa).

Por este motivo, se requiere generar calor con un quemador, sobre la base de petrleo ENAP-6,

de modo de mantener la temperatura del bao y de esa manera favorecer las condiciones de

viscosidad, que se generan con la reduccin de la magnetita de la escoria, sedimentando en forma

rpida el cobre metlico o los sulfuros de cobre.El agente reductor ms utilizado es el carboncillo inyectado por toberas al bao.

En la etapa de sedimentacin se deja en reposo la escoria reducida para permitir la decantacin

de las partculas con contenido metlico. La separacin de fases se produce debido a la mayor

densidad de las gotas de sulfuro de cobre respecto de la escoria.

Los productos obtenidos, despus de la sedimentacin son una escoria descartable con un

contenido bajo de cobre (0,7 a 1,0 % de Cu) y un metal blanco con contenidos de 65 a 74 % de

Cu.

Una vez cumplido el tiempo de sedimentacin se procede a extraer la escoria y la mata. La

escoria, por su bajo contenido de cobre es enviada a botadero, transportadas en ollas, en forma

de lquidos, con una temperatura entre 1100C y 1200C, mientras que la mata con el cobre

recuperado es reincorporada al proceso de fundicin, usualmente a los Convertidores PIERCE

SMITH.


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2.1.4.5.- Refinacin en Horno Andico u Horno Refino a Fuego (RAF)

El cobre BLISTER es demasiado impuro para ser empleado directamente en los procesos de

transformacin para la obtencin de productos finales. Las impurezas presentes en este cobre

BLISTER son: oxgeno, nquel, plomo, arsnico, selenio, telurio, azufre, bismuto, plata, oro, zinc yantimonio. El cobre andico y RAF debe reunir propiedades fsicas y qumicas bajo norma, para

ser aceptados comercialmente, lo que se consigue sometindolo a refinacin.

El cobre lquido con un 99,3 % de pureza que es extrado de los Convertidores PIERCE SMITH

puede ser refinado o tratado en los dos hornos andicos o en tres hornos de refinado a fuego,

dependiendo de la cartera de productos comprometida tanto en nodos como en cobre refinado a

fuego.

En los hornos andicos el ciclo comienza con el carguo del cobre BLISTER, hasta completar 400

Toneladas de capacidad operativa del Horno Basculante de refinacin.

Una vez finalizado el carguo se retira la escoria luego se inicia la oxidacin del azufre contenido

en el cobre BLISTER. Para ello se inyecta aire y petrleo por tobera al bao y se mantiene una

atmsfera oxidante. Terminada la oxidacin, se da inicio a la reduccin para la escorificacin y

eliminacin de arsnico y disminucin del contenido de oxgeno a calidad de nodo, usando

carbonato de calcio (CaCO3) y carbonato de sodio (Na2CO3) como fundentes, si fuera necesario.

Una vez finalizado el tratamiento se extrae la escoria generada. El cobre queda limpio y el horno

esta dispuesto para la etapa siguiente, el moldeo.

En los hornos RAF el ciclo comienza con el calentamiento y preparacin del horno para poder

recibir la carga de 440 Toneladas de cobre BLISTER. Con el fin de reducir la cantidad de azufre amenos de 30 ppm y aumentar el nivel de oxgeno a ms de 12.000 ppm, se somete el cobre

fundido a una oxidacin con aire inyectado por tobera. En esta etapa, en primer lugar se realiza el

tratamiento de eliminacin de plomo, el cual se lleva a efecto inyectando una mezcla de granalla

de escoria y cuarzo por medio de las toberas, disminuyendo la concentracin de plomo a menos

de 25 ppm.

Continuando con la oxidacin, el arsnico y antimonio son reducidos tratando el cobre fundido con

carbonato de calcio y carbonato de sodio, inyectado por las toberas. Este tratamiento se repite tres

veces y despus de cada tratamiento se realiza un escoriado de la superficie del metal fundido.

Las escorias alcalinas obtenidas en el tratamiento de arsnico y antimonio son retiradas, para lo

cual el bao se somete a agitacin por medio de inyeccin de una mezcla de combustible y aire o

nitrgeno.

Enseguida el bao es sometido a la reduccin, con el objetivo de disminuir la concentracin de

oxgeno a condiciones aptas para el tratamiento de selenio y posterior moldeo, el bao de cobre

es agitado en condiciones reductoras, con una mezcla de aire y combustible diesel inyectada por

tobera en que adems es necesario regular los flujos del quemador principal para mantener la

atmsfera con carcter reductor en el interior del horno.

Para el ltimo tratamiento de eliminacin de selenio, el fundente utilizado es una mezcla de

carbonato de sodio y carboncillo. Con el fin de mantener el bajo contenido de oxgeno (


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el fundente es inyectado con nitrgeno, el que a su vez permite el transporte de la escoria en la

superficie del bao, para ser extrada y arrojada a la taza de recepcin de escoria. Al final de este

proceso de escoriado, el bao es agitado por un corto tiempo con aire para que se oxiden

partculas de fierro y as se incorporen a la escoria, disminuyendo su concentracin en el cobre y

asegurando el cumplimiento de la norma. Quedando as el cobre fundido listo para la etapa demoldeo.

2.1.5.- Moldeo de Productos

Una vez terminados los procesos de refinacin se realiza al moldeo del producto final. Para lo cual

la fundicin cuenta con 2 ruedas de moldeo para el cobre refinado a fuego de 15 y 19 moldes

respectivamente y una rueda para moldeo de nodos de cobre de 28 moldes.

2.1.6.- Limpieza de Gases

La Fundicin dispone de dos Plantas de Limpieza de Gases con capacidades de 1.500 tpd y 2.350

tpd de cido sulfrico respectivamente.

Los gases metalrgicos ricos en Anhdrido Sulfuroso (SO2), que son producidos en los

Convertidores TENIENTE y los Convertidores PIERCE SMITH poseen una concentracin que

vara entre 7 y 10 % de SO2. Estos gases son dirigidos hacia las plantas de Limpieza de Gases a

travs de campanas de captacin y ductos desde los Convertidores TENIENTE y Convertidores

PIERCE SMITH, son enfriados en cmaras de enfriamiento por evaporacin de agua (en CT) o ensistema de enfriamiento radiactivo (en CPS), posteriormente ingresan a un precipitador

electrosttico para la recuperacin de material particulado y conducidas a las Plantas por ductos

de alta velocidad 250 m de largo y 2,3 a 3,0 m de dimetro, hasta la entrada del sistema de

enfriamiento y limpieza de gases compuestos por torres de lavado y precipitadores electrostticos

hmedos, en los cuales los gases son lavados con cido dbil para el enfriamiento y eliminacin

de impurezas contenidas en los gases (principalmente As y Pb) y as constituir el efluente lquido

de estas plantas.

Las Plantas disponen de la instrumentacin necesaria para monitorear en forma permanente las

concentraciones de SO2para el correcto control de concentracin y caudal de gases.

En la Planta de Acido el gas limpio y humedecido es secado y posteriormente conducido al

convertidor cataltico que permite la transformacin del SO2contenido a SO3el cual se transforma

en cido sulfrico en la torre de absorcin que posteriormente es almacenado para su despacho y

comercializacin.

Todos los efluentes lquidos evacuados desde el Sistema de Limpieza, Secado y Absorcin se

tratan en una planta para neutralizarlos y separar el arsnico contenido en ellos obteniendo un

residuo slido estable que es almacenado en un vertedero acondicionado para ello.


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2.2.- EQUIPOS EN ESTUDIO.

2.2.1.- Transmisin BOGIFLEX Tipo BFT , CITROEN MESSIAN DURAND.

FIGURA 2.6. Sistema motriz BOGIFLEX tipo BFT ubicado en convertidor PIERCE SMITH 2.

El BOGIFLEX BFT es un reductor flotante con pin autoalineante, montado a una de las

extremidades del convertidor, conectado a la pista de rodado por intermedio de una gran brida de

6 brazos, o manguito de conexin. Donde el principio de base permite atenuar los defectos de

contacto que existen entre los trenes de engranajes de los reductores clsicos, es decir aquellos

en que sus elementos asientan sobre apoyos fijos.

2.2.1.1.- Principio de funcionamiento

El BFT es una aplicacin del bogiflex, beneficiado del montaje flotante con engranajes

autoalineantes. Se caracteriza por dos piones diametralmente opuestos fabricados en acero de

nitruracin o de cementacin, sobre una corona acero aleado tratado superficialmente a la cual

accionan.

La corona dentada a su vez va unida a una brida.

Cada pin esta montado en un crter independiente y articulado como una rtula, cuyo centro

confluye con el pin, siendo flotante.


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Los carters estn acoplados al suelo por una barra horizontal de equilibrio y absorcin de los

esfuerzos tangenciales, con un brazo o soporte provista de una rtula en cada uno de sus

extremos.

Adems estos carters estn acoplados entre ellos por dos tirantes regulables en longitud y con

extremos rotulantes formando un paralelogramo articulado que permiten:

El ajuste del juego de engranamiento.

La absorcin de la componente separacin de los esfuerzos normales a los engranajes.

Este sistema esta compuesto principalmente por:

1. Una Corona de 152 dientes, modulo 16, con ancho de dentado reforzado.

Acero aleado forjado con dentado tratado, dureza HB = 300

Unin del cubo de la corona por medio de brida con pernos.

2. Dos piones autoalienantes de 18 dientes, que engranan con corona anteriormente

descrita.

Acero aleado forjado con dentado tratado, dureza HB = 350

La reduccin primaria ortogonal (entre ejes), de los piones es de 500, con relacin 59/3. Y esta

constituida por:

Una corona de bronce de alta resistencia, montada sobre alma de acero, en la extremidad

del pin.

Un tornillo sin fin de acero aleado, tratado superficialmente y rectificado.

3. Dos crters independientes, compuestos, cada uno por piones antes descritos,

lubricacin por barboteo en bao de aceite.

4. Un crter central de proteccin de la corona principal, con bao de grasa para lubricar

corona _ piones.

5. Una cardan para unin de dos reductores sin fin, para la sincronizacin de frecuencias de

rotacin y de transmisin de troqu.

6. Un conjunto de equilibrio con toma de esfuerzos tangenciales corona piones, unidos a

la base por dos descansos rotulados.


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7. Dos barras de reaccin verticales, articuladas en sus extremos,.

8. Dos tirantes de unin de los dos crters indicados anteriormente. Estos tirantes son

montados con rotulas en sus extremidades.

9. Un reductor de entrada o primario 250 H, relacin 72/15, con dentado cilndrico helicoidal y

lubricacin por barboteo en bao de aceite.

10. Un cardan de unin motor elctrico reductor 250 H.

11. Un sistema de engrase centralizado con bomba manual para asegurar la lubricacin de

aquellos puntos que no utilizan bao de aceite.

12. Un soporte estructural para equilibrar el sistema en el transporte, como tambin para ser

utilizado en el montaje y el desmontaje en el convertidor.

FIGURA 2.7. Diagrama de partes de BOGIFLEX tipo BFT


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2.2.1.2.- Ventajas de este sistema isosttico

Estos sistemas se usan en condiciones de explotacin severas, exigentes y elevados

momentos torsores (superior a 5000 m.daN) y velocidades bajas o medias, generalmente

inferiores a 50 r.p.m. Los casos tpicos de aplicacin son: choques, arranques, paros frecuentes y bruscos,

desplazamientos axiales y radiales importantes, juego nulo en las reducciones y rotacin

constante.

Este sistema logra:

Engranar optimo, tanto en casos de desplazamientos axiales como radiales (a veces

varios cm) del centro del eje de accionamiento.

Reparticin de la presin superficial sobre toda la longitud del diente.

Absorcin de los esfuerzos de contacto, a modo de acoplamiento cardn.

Divisin exacta del momento de torsin a transmitir, sobre los engranamientos.

Posibilidad de medir las fuerzas de engranamiento por adaptacin de dispositivos de

control o de limitadores de esfuerzos (limitorque).

Amortiguamiento de choques y de impulsos por la introduccin de elementos elsticos.

Ajuste de la rigidez torsional.

Posibilidad de usar engranajes de gran anchura.

2.2.2.-Transmisin BOGIFLEX Tipo BF , CITROEN MESSIAN DURAND

(CMD).

FIGURA 2.8. Sistema motriz BOGIFLEX tipo BF, convertidor TENIENTE 1.


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El tipo de BOGIFLEXS tipo BF es el que a dado mejor resultado dentro de las transmisiones

flexibles, permite absorber movimientos axiales, radiales y lineales bastante pronunciados sin

dificultad.

Gran parte de su xito se puede asociar a su montaje, el cual realiza por debajo del nivel en el quese encuentra el convertidor, lo que hace que el sistema sea casi invisible al ojo inexperto, gracias

a esto se logra un mayor aprovechamiento del espacio, cosa que no se logra con el BOGI tipo BFT

por razones obvias de dimensiones.

Su cardn cuenta con dos uniones universales, provistas cada una de ellas de una cruceta, este

cardn esta compuesto por un tubo como rbol principal, el que cuenta en uno de sus extremos

con una conexin estriada (macho-hembra), que permite el alargamiento y contraccin del mismo.

Como el cardan es un elemento que gira a altas velocidades, o sea la misma velocidad del motor

elctrico 410 r.p.m. (mximo en los convertidores tenientes y 475 r.p.m. en los otros hornos), este

elemento debe ser balanceado dinmicamente, lo que obliga a no desconectarlo del lado estriado

en su montaje a excepcin de que se marque macho y hembra de una estra.

El desgaste ya sea de estras, crucetas o desbalanceo, provocan vibraciones del sistema,

produciendo ruidos de difcil localizacin.

Todo este sistema est anclado al piso por una barra de reaccin articulada por dos rtulas una en

cada extremo, es de vital importancia por que soporta todos los esfuerzos de torque del sistema, la

inspeccin diaria anuncia el recambio de la misma. El exceso de juego en sus uniones articuladas

puede provocar el corte de uno de los dos ejes transversales de sujecin.

A la salida del motor elctrico y en la conexin con el cardn est instalado el limitorque, elemento

de seguridad de giro del equipo. Por ser un elemento de importancia en el sistema veremos el

funcionamiento y las partes que lo conforman.


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FIGURA 2.9. Diagrama de partes BOGIFLEX tipo BF, vista lateral.

FIGURA 2.10. Diagrama de partes BOGIFLEX tipo BF, vista trasera.


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2.3.- Principales componentes de estos equipos.

2.3.1.- Motor elctrico.

FIGURA 2.11. Motores elctricos, convertidores PIERCE SMITH 2 y TENIENTE 1.

Un motor elctrico es un dispositivo rotativo que transforma energa elctrica en energa mecnica,

y viceversa, convierte la Energa mecnica en energa elctrica funcionando como generador o

dinamo. Los motores elctricos de traccin usados en locomotoras realizan a menudo ambas

tareas, si se los equipa con frenos dinamo.

Por estos motivos son ampliamente utilizados en instalaciones industriales y dems aplicaciones

que no requieran autonoma respecto de la fuente de energa, dado que la energa elctrica es

difcil de almacenar. La energa de una batera de varios Kg equivale a la que contienen 80 g de

gasolina. As, en automviles se estn empezando a utilizar en vehculos hbridos para aprovechar

las ventajas de ambos.

2.3.2.- Frenos electromagnticos.

FIGURA 2.12. Freno electromagntico GENERAL ELECTRIC, convertidor TENIENTE 1.


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Como concepto general el freno electromagntico es un freno mecnico con accionamiento

elctrico, que cuenta con un electroimn, el cual acciona un entre-hierro que al ser atrado por el

campo magntico, tiene la capacidad de vencer la tensin del resorte y soltar las zapatas del

freno, o sea abrir el freno.

Si pensamos en frenos mecnicos, como conjunto en general, veremos que la diferencia radical

que puede existir en ellos es en el tipo de accionamiento.

Bajo esa clasificacin tenemos:

Accionamiento mecnico (varillas de acero, piolas de acero, palancas, etc.).

Accionamiento hidrulico (freno del puente de gras, frenos de automviles, etc.).

Accionamiento neumtico (frenos de ferrocarriles, camiones, buses, etc.).

Accionamiento electromagntico (gras puente, convertidores, correas, ruedas de moldeo

de nodos, etc., en general las instalaciones industriales).

Este ltimo tipo de frenos es el ms usado en los equipos industriales.

Los frenos electromagnticos se caracterizan principalmente por su precisin, gran capacidad de

frenaje y respuesta del mismo, abertura y cierre instantneo en momento de recibir o cortarse la

energa de la fuente de poder, etc.

Los motores y electroimanes de este tipo de frenos son accionados por corriente continua. Como

clasificacin no hay que confundir frenos elctricos con frenos electromagnticos.

A continuacin se especificaran los dos modelos de frenos electromagnticos ms usados en los

equipos de la fundicin, uno en los convertidores convencionales (VILLARES DC MAGNETIC

BRAKES), y el otro en gras puente, alza gras y convertidores TENIENTE (GENERAL

ELECTRIC).

2.3.2.1.- GENERAL ELECTRIC MAGNTIC BRAKES

Partes componentes:

1 y 2 Punto indicador.

3- Indicador armadura.

4- Indicador de tolerancia.

5- Perno de liberacin

manual.

6- Tuerca.

7- Indicador de torsin.

8- Block gua de resorte.

9- Perno regulador de

torque.

10- Contratuerca.

11- Contratuerca.

12- Regulador de

tolerancia

13- Pernos de balatas.

14- pernos de tolerancia de

abrazaderas de zapatas.

15- pivote de horquilla.

16- Ajuste pivotal de

regulacin


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FIGURA 2.13. Diagrama de partes de motor GENERAL ELECTRIC.

2.3.2.2.- Generalidades

Estos mecanismos, poseen un mecanismo de corriente directa, por medio de una bobina accionan

un electroimn que esta concebido para soltar las zapatas cuando este es energizado. Cuando se

desenergiza, las zapatas son presionadas contra el volante por la accin del resorte de

compresin que produce igual presin en las dos zapatas y el recorrido del electroimn es igual

para ambas zapatas.

2.3.2.3.- Regulaciones

Dos regulaciones son requeridas durante un servicio normal.

A.- La regulacin del torque, en donde el resorte de compresin se ajusta segn lo indica

la placa de regulacin de torque incorporada de fbrica en el freno. Adems, se cuenta

con la tabla de regulacin de torsin que indica la longitud comprimida del resorte y la

tolerancia magntica regulada para un recorrido normal.

B.- La regulacin del freno para compensar el desgaste de las balatas en las zapatas

externas (7) e internas (8), respectivamente. Cuando la regulacin es adecuada, con el

freno desenergizado, la tolerancia entre las puntas de las armaduras debera concordar

con las dadas en la placa indicadora (se puede observar levantando parte del guarda

polvo de goma) las armaduras deben estar aproximadamente centradas con el bloque detope (10).


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2.3.2.4.- Regulacin de to lerancia magntica

Retroceder el mecanismo de liberacin manual, soltando la tuerca (6) sobre el perno (5) y

girando a la posicin normal indicada sobre el respaldo del magntico. Comprobar la

posicin de la armadura liberada sobre el indicador de tolerancia (4).

La tolerancia magntica es correcta cuando la cara interior de la lengeta de la armadura

(3) se alinean con la cara externa de la muesca 2.

Si fuese necesario regular la tolerancia de la armadura, soltar el perno (22) en la

abrazadera de regulacin de zapatas y la tuerca (11).

Girar el regulador (12) apretado o soltado segn sea necesario.

Apretar la tuerca (11) y el perno (22) despus de la regulacin.

2.3.2.5.- Regulacin de torsin

Regular el resorte del freno para la torsin requerida por la aplicacin. En la mayora de

los casos una torsin aproximadamente igual a la torsin de la carga mxima del motor

ser suficiente.

Un indicador de calibracin esta provisto con el freno y una lista suplementaria de valores

de regulacin indicadas en la tabla.

Para regular la torsin a un valor indicado, girar el perno regulador (9) apretado o soltado

hasta que la distancia de la cabeza del perno al block (8) es la que se indica en la galga o

en la tabla adjunta.

Despus de realizada la regulacin, apretar el perno (10)

Si la carga de torsin mxima de un motor se desconoce, esta se puede obtener o determinar

segn la formula siguiente:

)(RPM

5250xHPT pielb ==

La torsin de frenaje calculada se basa en un roce de balatas suficiente para obtener un mnimo

de contacto de 85% de superficie con la polea de freno.


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2.3.3.- Limi tador de torque.

El limitador de torque forma parte del cardn de entrada y es conectado al eje del motor.

Este limitador de torque transmite el movimiento de rotacin hasta un torque indicado y regulado

por el fabricante para ese equipo en particular, entrando en accin en caso de sobrecarga.

Los resortes (20) comprimen los discos interiores (2) y exteriores (11) por medio del anillo (13) con

una fuerza ajustada por desplazamiento de la brida de apoyo (21), mediante los tornillos de fijacin

(22) y de ajuste (23), que permiten obtener el torque de ajuste ms all del cual se produce ms

all del cual se produce un deslizamiento por friccin sobre las caras de los discos. En este

momento hay un movimiento relativo entre las partes internas y externas del limitador

Algunas caractersticas del limitador de troque son:

Tipo y modelo : L331 VAR00 SZ6400

Valor limite del torque : 5.870 Nm

Dimensin de ajuste : z = 2.4mm

2.3.3.1.- Limitador de torque MONOBLOCK

Los limitadores de torque MONOBLOCK son unidades multi-discos selladas, con ajuste por roce,

en los siguientes tipos:

Tipo flange : series 331

Tipo combinado con acoplamiento flexible : series 331-5

2.3.3.2.- Descripcin

Esta unidad consta de las siguientes partes principales:

1. Parte inferior: el ncleo (1) taladrado y endentado para ajustarse al eje, los discosinteriores (2) integrados al ncleo a travs de lengetas en espiral, el rodamiento de bola

(3) y el espaciador (4) (de acuerdo al tamao), el anillo de seguridad del eje (5), el

rodamiento de bola (6) o el rodamiento de aguja (7) y el espaciador (9) (de acuerdo al

tamao) y el anillo de sujecin (9).

2. Partes externas: el eje (10) centrados en los rodamientos (3) y (6) o (3) y (7), los discos

externos integrados (11) con el eje a travs de lengetas en espiral, el disco de empuje

(12) o la arandela de empuje (13) (de acuerdo al tamao), la caja (14), la cubierta (15), los

pernos de ajuste (16), los anillos de sello (17), (de acuerdo al tamao), el deflector (19) y

el taladro de retencin (19), los resortes de compresin (20), el flange de ajuste (21), los


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pernos de sujecin (22) y los pernos de ajuste (23), el o-ring (24) y el anillo de sellado

(25).

3. Con tipos combinados de acoplamientos flexibles, el ltimo se acopla a la parte externa

del limitador. Consiste de dos flanges de (26) con retenes cncavos y anillo dentadoflexible (27) con una alta capacidad de amortiguacin. Los pernos (28) se usan para

ajustar uno de los flanges (26) a la parte externa del limitador de torque y la otra al

manguito taladrado y endentado (29) suministrado con tronillos de seguridad (30) y a ser

ajustado al eje.

FIGURA 2.14. Diagrama de partes limitador de torque MONOBLOCK.


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2.3.4.- Polines de reaccin.

FIGURA 2.15. Polines de reaccin, convertidor TENIENTE 1.

Otro de los elementos importantes del bogiflex tipo BF son los polines de reaccin, que tienen

como funcin principal regular el engrane del bogiflex con la corona del horno, es decir regular la

holgura de ajuste segn las indicaciones del fabricante.

Estos polines de reaccin estn provistos de cuatro rodillos excntricos independientes que

permiten girarlos hacia el interior. La regulacin se mide colocando un calce o feeller con una

tolerancia de Z = 0,2 mm entre las pistas concntricas al pin y las pistas exteriores de rodadura.

2.3.5.- Acoplamientos de transmisin.

Acoplamientos r gidos enflanchados.

FIGURA 2.16. Acoplamiento rgido enflanchado (machn), convertidor PIERCE SMITH 1.


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Son una masa compacta con flange incluido, que une directamente un eje con otro, con pernos

rgidos que no permiten desalineamientos de ningn tipo. Se usan en caletones en ejes de

transmisin de puentes y carros de gras puente.

2.3.5.1.- Otros tipos de acoplamientos disponibles.

2.3.5.2.- Acoplamientos f lexibles (FALK).

Estos son con grillas de unin de acero que se instalan en forma de espiral alrededor de las

ranuras existentes para este objeto en ambos machones de unin, permiten bastantes

desalineamientos y atenan las vibraciones, adems de ser un elemento de proteccin a otros

elementos del sistema en caso de un sobre esfuerzo. Estn instalados en caletones en las

conexiones del moto reductor de convertidores, gras puentes, ruedas de moldeo, correas

transportadoras, etc. Este acoplamiento se usa principalmente a la salida de los motores

elctricos, ya que es ideal instalarlo en la zona que hay altas velocidades y el ms bajo torque del

sistema.

2.3.5.3.- Acoplamientos endentado machn por exterior y caja de unin por interior (FALK).

Estos aceptan cierto grado de desalineamiento, en caletones se usan principalmente en

transmisiones de gras puentes ya que soporta altos torques, se debe tener cuidado con la

lubricacin y con el desgaste interior.

2.3.5.4.- Acoplamientos de madera.

Estos sirven como fusibles de proteccin de equipos delicados, absorben pequeos grados de

desalineamiento y ruidos. En caletones se usan en los compresores rotatorios de paleta de las

plantas de lecho fluidizado.


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2.3.6.- Reductores CMD.

FIGURA 2.17. Reductores primarios, convertidor PIERCE SMITH 1, convertidor TENIENTE 1.

Se denomina caja reductora a un mecanismo que consiste, generalmente, en grupo de

engranajes, con el que se consigue mantener la velocidad de salida en un rgimen cercano al

ideal para el funcionamiento del generador.

Usualmente una caja reductora cuenta con un tornillo sin fin el cual reduce en gran cantidad lavelocidad.

La tecnologa CM Durand, es resultante de numerosos aos de experiencia y de una voluntad

constante, de mximo aprovechamiento de los productos, combinado a una cooperacin cada vez

ms estrecha con sus clientes usuarios.

CM Durand especialista del reductor a tornillo a ejes ortogonales de media y de gran importancia,

propone una gama ancha de reductores, que permiten satisfacer las numerosas aplicaciones

resultantes de todos los sectores industriales: siderurgia, azucarera, fbrica de cemento, reciclaje,

medio ambiente, manutencin, herramientas... cuando la gama normal no puede utilizarse, CMD

adapta el reductor normal o desarrolla una solucin original para responder a una demanda

particular (alta precisin, par importante, estorbo especfico, funcin cinemtica particular...).

La gama de reductores serie N comprende de 160 a 500, de tipo F o FN (rbol de salida hueco) y

de modelos C o FNC (rbol de salida lleno), as como su gama grandes reductores JUMBOFLEX

est comprendida desde 560 a 1250.

Con la combinacin de distintos reductores es posible aumentar el nivel de reduccin.

Numerosos accesorios (brazo antipar, sonda de temperatura, captador de esfuerzo y par,

acoplamientos...), estn disponibles para adaptar el reductor normal a las necesidades del Cliente.


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2.3.7.- Eje cardanico.

FIGURA 2.18. Eje cardanico VOITH SL 1-225-5, convertidor TENIENTE 1.

El cardn es un componente mecnico que permite unir dos ejes que giran en ngulo uno

respecto del otro. Su objetivo es transmitir el movimiento de rotacin de un eje al otro a pesar de

ese ngulo. En los vehculos de motor se suele utilizar como parte del rbol de transmisin, que

lleva la fuerza desde el motor situado en la parte delantera del vehculo haca las ruedas trasera.

El principal problema que genera el cardn es que, por su configuracin, el eje al que se le

transmite el movimiento no gira a velocidad angular constante.

En la actualidad, la configuracin ms comn en los automviles es el motor delantero transversal

con traccin delantera. En esta configuracin, as como en otras en que el motor se ubica cerca de

las ruedas motrices, no se utiliza el cardn. En estos casos la fuerza se transmite tpicamente

mediante semiejes y juntas homocinticas.

El cardn es fcilmente observable en camiones, en los que el rbol de transmisin se observa

como una larga pieza de metal que rota sobre s misma cuando el vehculo est en marcha. Est

ubicada longitudinalmente entre el motor y el tren trasero donde estn montadas las ruedas,

pudindose observar un cardn tpicamente en el acople con el diferencial o a la salida de la cajade cambios.


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2.3.8.- Cardan VOITH Serie S

2.3.8.1.- Caractersticas tcnicas

Diseo estndar de eje cardanico de alto rendimiento Voith. Tamaos de 58 mm a 435 mm de

dimetro de brida. Caracterstica principal: Agujeros de rodamiento no divididos como resultado de

la horquilla de brida forjada de una pieza. Rango de par 150 Nm a 275 kNm.

2.3.8.2.- Equilibrado

Para garantizar el funcionamiento uniforme y evitar posibles daos en los componentes contiguos,

los ejes cardan estn equilibrados dinmicamente en dos planos de acuerdo con la velocidad

mxima de trabajo. Normalmente puede omitirse este punto con velocidades inferiores a 300

r.p.m. Por ello, es absolutamente imprescindible que se indiquen dichas velocidades mximas de

servicio a la hora de solicitar informacin o realizar pedidos.

2.3.9.- Engranajes, Pin - Corona.

FIGURA 2.19. Corona convertidor TENIENTE 1, pin convertidor PIERCE SMITH 2.

Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia

mecnica entre las distintas partes de una mquina. Los engranajes estn formados por dos

ruedas dentadas, de las cuales a la mayor se le denomina corona y la menor pin. Un engranaje

sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las

aplicaciones ms importantes de los engranajes es la transmisin del movimiento desde el eje de

una fuente de energa, como puede ser un motor de combustin interna o un motor elctrico, hasta

otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las

ruedas est conectada por la fuente de energa y es conocido como engranaje motor y la otra est


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conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje

conducido. Si el sistema est compuesto de ms de un par de ruedas dentadas, se denomina tren

de engranajes.

La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisin por

poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relacin detransmisin.

CM Durand especialista del reductor a tornillo retuvo el perfil A (DIN3975) que permite optimizar

las longitudes de contactos, las presiones sobre la dentadura y las condiciones de lubricacin de

los engranajes.

El par mecnico transmisible por el engranaje se calcula segn el mtodo Bs721-Durand, se

calcula la potencia trmica en funcin de los parmetros de concepcin y los resultados de los

lubricantes obtenidos sobre banco de pruebas CMD.

El tornillo es de acero aleado, se endurecen superficialmente y se rectifican las redes sobre

mquina CNC de ltima generacin que aporta una gran precisin.

La dentadura de la rueda se concibe con un bronce a altas calidades de friccin y resistencia

mecnica.

El alcance de las dentaduras tornillo- rueda se simula previamente sobre ordenador con el fin de

obtener la mejor formacin de la pelcula de aceite y una adaptacin ptima de los lados de

dentadura a cargo aplicado a partir de las primeras horas de funcionamiento del aparato.

2.3.10.- Tornillo sin f in.

FIGURA 2.20. Tornillo sin fin BOGIFLEX BFT, convertidor PIERCE SMITH 2.

Es un mecanismo diseado para transmitir grandes esfuerzos, y como reductores de velocidad

aumentando la potencia de transmisin. Generalmente trabajan en ejes que se cortan a 90. Tiene

la desventaja de no ser reversible el sentido de giro, sobre todo en grandes relaciones de

transmisin y de consumir en rozamiento una parte importante de la potencia. En las

construcciones de mayor calidad la corona est fabricada de bronce y el tornillo sin fin, de acero


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templado con el fin de reducir el rozamiento. Este mecanismo si transmite grandes esfuerzos es

necesario que est muy bien lubricado para matizar los desgastes por friccin.

El nmero de entradas de un tornillo sin fin suele ser de una a ocho. Los datos de clculo de estos

engranajes estn en prontuarios de mecanizado.

2.3.10.1.- Tornillo sin fin y corona glbicos

Con el fin de convertir el punto de contacto en una lnea de contacto y as distribuir mejor la fuerza

a transmitir, se suelen fabricar tornillos sin fin que engranan con una corona glbica.

Otra forma de distribuir la fuerza a transmitir es utilizar como corona una rueda helicoidal y hacer

el tornillo sin fin glbico, de esta manera se consigue aumentar el nmeros de dientas que estn

en contacto.

Finalmente tambin se produce otra forma de acoplamiento donde tanto el tornillo sin fin como la

corona tienen forma glbica consiguiendo mejor contacto entre las superficies.

2.3.10.2.- Mecanizado de coronas y torni llos sin fin

El mecanizado de las coronas de engranaje de tornillo sin fin se puede realizar por medio de

fresas normales o por fresas madre. El dimetro de la fresa debe coincidir con el dimetro primitivo

del tornillo sin fin con la que engrane si se desea que el contacto sea lineal. El mecanizado del

tornillo sin fin se puede hacer por medio de fresas biocnicas o fresas frontales. Tambin se

pueden mecanizar en el torno de forma similar al roscado de un tornillo. Para el mecanizado de

tornillos sin fin glbicos se utiliza el procedimiento de generacin que tienen las mquinas Fellows.


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2.4.- ANLISIS DEL MODO DE FALLA Y EFECTO (FMEA)

El anlisis de los modo de falla y efectos (Failure Mode and Effect Analysis FMEA) es una

tcnica inductiva, estructurada para identificar y/o anticipar la(s) causa(s) o efectos de cada modo

de falla de un sistema de produccin. Del anlisis resultan las acciones correctivas, clasificadas de

acuerdo a su criticidad, para eliminar o compensar sus modos de falla o efecto.

El FMEA puede ser usado tambin como herramienta de comunicacin para identificar la

importancia de las caractersticas de los productos o de los procesos y sus funciones y los efectos

de las fallas, involucrando:

Proyectistas de productos y procesos.

Ingenieros de test.

Ingenieros de produccin.

Ingenieros de calidad y confiabilidad.

Otras aplicaciones para el FMEA son:

Medio para identificar los test necesarios y los medios requeridos para certificar un

proyecto.

Medio documentado de revisin de proyectos.

Sistema lgico para consideraciones y certificaciones de cambios.

Algunos beneficios de la aplicacin del FMEA son:

Reduccin del tiempo de ciclo de produccin.

Reduccin del costo global de proyectos.

Mejorar o programar test a productos.

Reducir fallas potenciales de servicios.

Reducir los riesgos de los productos para el consumidor (responsabilidad civil por el

producto).

Desarrollar una metodologa para la prevencin de defectos y a la vez su deteccin y

prevencin.

La principal caracterstica del FMEA es ser un proceso inductivo, de abajo para arriba (bottom-up

process), extensivamente usado en el proyecto APOLO en los aos 60, su aplicacin requiere:

Conocimiento de la tcnica FMEA.

Conocimiento del producto o sistema.

Conocimiento de las funciones del producto. Conocimiento del medio de aplicacin del producto.


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Conocimiento de los procesos de fabricacin.

Conocimiento de los requisitos de los clientes.

Conocimiento de los requisitos de los clientes en cuanto a las fallas.

2.4.1.- Objetivo del anlisis.

Mtodo sistemtico para anticipar, modos de falla conocidos, o potenciales recomendaciones de

acciones correctivas para eliminar o compensar los efectos de las fallas.

Medio para identificar los test necesarios o los medios necesarios para certificar un proyecto.

Medio documentado de revisin de proyectos.

Sistema lgico para consideraciones y/o certificaciones de mudanzas. Ej.: proyectos, o procesos.

2.4.2.- Pre-requisitos para el anlisis.

Determinacin de los requerimientos de los clientes a travs, de por ejemplo, la tcnica de QFD

(Quality Function Deployment desdoblamiento de la funcin de calidad).

Consideraciones sobre el ambiente o servicio.

Determinacin de las funciones del producto:

Anlisis funcional.

Requisitos de desempeo.

Desenvolvimiento de diagramas de blocks.

Jerarqua.

Funcionabilidad

Confiabilidad.


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FIGURA 2.21. Diagrama de las herramientas y la secuencia ser usada en la aplicacin del FMEA.

2.4.3.- Utilizacin del formulario de FMEA.

FMEA Anlisis de Modos de Falla y Efecto

Sistemas:_________________Participantes:_________________Producto/Proceso:__1__

Subsistema:___________________Fecha:__/__/__ Hoja: __/__ Datos de Registro: __2__

Item

Com-po-

nen-te,

Pro-ceso

Funciones

Modo

DeFalla

Efectos

De laFallaSever

idad

Causas

Ocurre

ncia

Medios

dedeteccindetec

cin

RP

NAcciones

Correctivas/preventivas

CAMPO3

CAMPO4

CAMPO5

CAMPO6

CAMPO7

CAMPO11

CAMPO8

CAMPO10

CAMPO9

CAMPO12

CAMPO13

CAMPO14

FIGURA 2.22. La figura ilustra un formulario tpico de FMEA.

QFD

AV/DF

QFD

DFM

Asistencia

tcnica

QDFFMEA Producto

FTA/DFA

TAGUSHI

QFD

CEQ

Patrocinador

QFDFMEA Proceso

DFM

TAGUSHI

Proceso

Detallado

Fabricacin

Definicin de

los requisitos

Desenvolvimiento

conceptual del

proyecto

Proyecto

Detallado

QFDAnlisis funcional

Desenvolvimientoconceptual del

proceso


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Se mostrara a continuacin los diversos campos que lo componen y su utilizacin.

2.4.4.- ETAPAS DE ELABORACION DEL FMEA

FIGURA 2.23. La figura muestra los pasos habituales para la aplicacin de la tcnica.

2.4.4.1.- Campo 1: - Identificacin del FMEA: Producto y/o Proceso.

Registrar si se trata de un FMEA de producto o proceso. Esa diferenciacin es muy importante

para guiar el anlisis que se conducir.

2.4.4.2.- Campo 2: - Datos de Registro.

Coloque las informaciones bsicas que pueden facilitar la posterior identificacin del

producto/proceso al que se le realizar el FMEA. Incluya, por ejemplo:

Nombre del producto y numero de serie

Identificacin de etapa del proceso, si fuese el caso.

Fecha de liberacin del proyecto.

Ejecucin del

FMECA

Identificar los efectos delas fallas

Identificar las accione

de compensacin

Definicin de los

requisitos del

sistema

Ejecutar el anlisis

funcional

Identificar los

modos de falla

Identificar las causa(s) de

la falla


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Fecha de revisin.

Fecha de confeccin del FMEA.

Numero de versin del FMEA.

Fecha de versin anterior, si es que existe.

Sector responsable de la ejecucin. Coordinador responsable.

2.4.4.3.- Campo 3: - tem.

Termino general que designa cualquier parte, subsistema, sistema o equipamiento que pueda ser

considerado individual o separadamente.

2.4.4.4.- Campo 4: - Nombre de componente o etapa del proceso.

Elementos que constituyen un tem. Utilice la nomenclatura normalmente usada para identificarlos,

los mismos que sean tcnicamente ms correctos.

2.4.4.5.- Campo 5: - Funcin de componente o proceso.

Son todas las actividades que el tem desempea, sobre el punto de vista operacional.

2.4.4.6.- Campo 6:- Identi ficacin de los modos de falla.

Falla, es la imposibilidad de un sistema o componente, de cumplir con su funcin al nivel

especificado o requerido.

Modo de falla, es la descripcin de la manera en que un tem falla en cumplir con su funcin.

Comprende los eventos que llevan a la disminucin parcial o total de la funcin del tem y de sus

metas de desempeo.

Para la elaboracin de un FMEA, deben ser identificados los modos de falla que pueden llevar a

una falla funcional. Se debe tener una lista de todos los modos de falla posible, y adems tener en

consideracin su posibilidad de ocurrencia. Algunos ejemplos de fallas consideradas son:

Fallas ya ocurridas antes en tems similares.

Fallas ya observadas por falta de mantencin preventiva.

Fallas no ocurridas y que pueden ocurrir.

Fallas improbables y con consecuencias catastrficas.


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Los modos de falla ms usuales son:

A Falla al operar, en un instante prescrito.

B Falla al cesar de operar en un instante prescrito.C Operacin prematura.

D Falla en operacin.

Los modos de falla A, B y C corresponden cuando el tem funciona de modo intermitente; el modo

D ocurre en operacin continua.

Muchas veces el modo D puede ser mejor detallado, como se ve en el ejemplo de dos modos de

falla de un fusible.

No abre cuando la corriente es mayor que la especificada (Modo D)

Abre debajo de la corriente especificada (Modo D)

Evitar descripciones genricas, que no representan ninguna informacin a los tcnicos

involucrados en el anlisis, o no posibiliten identificar el tipo de falla.

La probabilidad de falla no debe ser llevada en consideracin con este campo. El esfuerzo debe

concentrarse en la forma como el proceso puede fallar y no si fallara.

2.4.4.7.- Identificacin de las causas bsicas de las fallas.

Causa bsica, es un proceso qumico o fsico, defecto de proyecto, defecto de calidad, uso

indebido u otro proceso que sea la razn bsica para la falla, o que incide en el proceso fsico que

precede a la falla. Indica por que modo de falla ocurre.

Evitar informaciones genricas, buscar la causa fundamental y esencial, para que las acciones

preventivas (contra medidas) o correctivas sean eficaces.

La figura 2.25, muestra la relacin entre las fallas, los modos de fallas y las causas de las fallas.

Una pista til para desenvolver un diagrama de rbol, puede ser hacerse la pregunta por que

despus de cada rectngulo.


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FIGURA 2.24. La figura muestra la relacin entre las fallas, los modos de fallas y las causas de las

fallas.

Algunas posibles causas de falla en componentes mecnicos:

Impacto

Impacto fatiga

Falta de lubricacin

Alteracin de propiedades de los materiales

Dao debido a radiacin.

Choque trmico.Desgaste.

Deformacin plstica.

Falla de adicin.

Corrosin.

Fatiga por corrosin.

Erosin.

Deformacin elstica.

Fatiga.Etc.

2.4.4.8.- Campo 7: - Identificacin de los efectos de las fallas.

El efecto de la falla es la consecuencia que el modo de falla tiene sobre la operacin, funcin o

estado de un tem. Los efectos de la falla pueden ser catalogados como local, de nivel superior osistema total. Al describir los efectos se debe detallar los efecto de cmo la falla se manifiesta. El

E ui o

Sistema

Subsistema 1 Subsistema 1

Componente 1 Componente 2

Parte 1 Parte 2 Parte 3

Funcin 1 Funcin 2

Modo de falla 1 Modo de falla 2

Causa

1

Causa

2

Causa

3

Causa

4


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efecto debe ser descrito como si ninguna medida de mantenimiento fuese usada para prevenir la

falla.

Tomar cuidado para no confundir el efecto con el modo de falla. Acordarse de que un modo de

falla puede tener mas de un efecto. Relacionar todos ellos.

2.4.4.9.- Campo 9 Medios de determinacin (si tuacin existente).

Registre las medidas de control implementadas durante la elaboracin del proyecto en lo que tiene

que ver con el acompaamiento del objetivo del proceso.

Prevenir la ocurrencia de fallas

Detectar fallas ocurridas e impedir que lleguen al equipo.

Pueden ser citados como ejemplos:

Sistemas avaladosde verificacin de proyectos.

Proyectos de revisin del proyecto y diseo (conferencias).

Confrontacin con normas tcnicas

Tcnicas de inspeccin y ensayo.

Procedimientos de control estadstico del proceso (grficos de control, etc.)

2.4.4.10.- Anlisis de cri tic idad.

Los ndices relacionados con los campos 10 a 13, pertenecen a elementos relacionados con la

priorizacin de fallas, mediante el establecimiento de notas, de acuerdo con las criticidades

especificas.

El modo de falla tiene efecto sobre la seguridad, si se pierde la funcin, u otro dao que pueda

intervenir en matar a alguien (seguridad), o si algn requisito medio ambiental fuese sobrepasado.

Cuando se habla de seguridad es importante hacer distincin entre peligro o riesgo. El riesgo esta

compuesto por dos partes:

1. El peligro probable, inminente.

2. Oportunidad de ocurrir prdidas o daos.


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FIGURA 2.25. Diagrama de relacin, probabilidad de ocurrencia severidad de la consecuencia.

El riesgo (traducido para el ingles: Risk, hazard), es una o mas condiciones de una variable con

potencial necesario para causar daos. Expresa la combinacin de probabilidades de ocurrencia

de un evento anormal o falla de severidad y las consecuencias que el evento o falla van a causar

al sistema, usuarios o al medio.

El peligro (traducido al ingles: Danger), expresa una exposicin relativa a un riesgo, que favorece

a su materializacin de riesgo.

Anlisis de riesgos (anlisis de criticidad) es un proceso o procedimiento para identificar,

caracterizar, cuantificar y evaluar los riesgos que significan.

Gerencia de riesgos, es cualquier tcnica usada para minimizar la probabilidad de ocurrencia de

un evento o falla, o reducir la severidad de sus consecuencias.

El FMEA es un proceso largamente utilizado para anlisis de riesgos y de criticidad de un sistema,

si bien no como gerenciamiento de riesgos.

Figurativamente la relacin entre el peligro y el riesgo puede ser expresada por la funcin:

CONTROLDEMEDIDAS

PELIGRORIESGO =

Matemticamente el riesgo es expresado por la relacin:

Riesgo = (Prob. de Ocurrencia) (Deteccin) (Severidad de las Consecuencias)

Deteccin: es la probabilidad de encontrar una falla antes que la misma se manifieste.

Probabilidad Severidadde de la

Ocurrencia Consecuencia


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2.4.4.11.- Campo 10: -Probabilidad de ocurrencia.

Es la estimacin de las probabilidades combinadas de ocurrencia de una causa de falla, ella

resulta del tipo de falla en producto/proceso.

Establecer un ndice de ocurrencia (nota) para cada causa de falla. Ver la probabilidad deocurrencia y los criterios para el establecimiento de este ndice.

La atribucin de este ndice depender del momento en que se esta conduciendo el FMEA. Por

ocasin de proyecto de producto o proceso, no se disponen de datos estadsticos, una vez que el

producto o proceso aun no existe. Base su anlisis en:

Datos estadsticos o de experiencias de fallas de componentes similares en etapas

similares de un proceso.

Datos obtenidos de proveedores.

Datos obtenidos de literatura tcnica.

Si el FMEA se realizara por ocasin de una revisin de proyecto o producto o proceso, estos

podrn ser utilizados:

Informes de fallas (asistencia tcnica autorizada).

Histricos de mantencin, cuando fuese el caso.

Grficos de control.

Otros datos obtenidos de controles estadsticos de procesos. Datos obtenidos deproveedores.

Datos obtenidos de literatura tcnica.

La probabilidad de ocurrencia puede ser clasificada de 1 a 10 conforme a la tabla:

TABLA 2.1. Tabla de probabilidad de ocurrencia de las fallas.

Tabla de probabilidad de ocurrenciaProbabilidad de la Falla Ranking Taza de Falla

Remota: La falla es improbable 1


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2.4.4.12.- Campo 11: - Severidad de los efectos.

Es el ndice que debe reflejar la gravedad de la falla sobre el cliente, asumiendo que el tipo de falla

ocurra. La atribucin del ndice de gravedad debe ser realizada observando el efecto de la falla, y

evaluando el cuanto le puede incomodar al equipo.Una falla puede tener tantos ndices de gravedad, en relacin a cuantos fuesen los efectos de

esta. Ver tabla de severidad de ocurrencia, criterios para el establecimiento de sus ndices.

La severidad de la ocurrencia puede ser clasificada conforme a la tabla.

TABLA 2.2. Tabla de severidad de las fallas.

Tabla de severidadSeveridad de las consecuencias Ranking

Marginal: La falla no tendra efecto real en el sistema. El cliente probablemente

no notaria la falla.

1

Baja: La falla causa a penas pequeos trastornos al cliente. El cliente notaraprobablemente leves variaciones en el desempeo del sistema.

23

Moderada: La falla razonable insatisfaccin al cliente. El cliente se notaradesconforme e irritado con la falla. El cliente notara razonable deterioro en eldesempeo del sistema.

456

Alta: Alto grado de insatisfaccin del cliente. El sistema se torna inoperable. Lafalla no envuelve riesgos a la seguridad operacional o descumplimiento derequisitos legales.

78

Muy alta: La falla envuelve riesgos a la operacin segura del sistema y/odescumplimiento de requisitos legales.

910

2.4.4.13.- Campo 12: - Probabilidad de deteccin.

Es el ndice que evalaque la falla pueda ser detectada antes de que el producto llegue al cliente,

o que las fallas afecten al sistema externamente.

El ndice de deteccin debe ser atribuido desde el punto de vista del conjunto modo de

falla/efectoy para los controles actuales en ejecucin.

La probabilidad de deteccin puede ser clasificada de 1 a 10 conforme a la tabla:

TABLA 2.3. Tabla de probabilidad de deteccin de las fallas.

Tabla de probabilidad de deteccinProbabilidad de deteccin Ranking

Muy alta: La falla ser acertadamente detectada durante el proceso deproyecto, fabricacin, montaje, operacin.

12

Alta: Buena probabilidad de determinar la falla. 34

Moderada: 50% de posibilidades de detectar la falla. 56

Baja: no es probable que la falla sea detectada. 78

Muy baja: La falla es muy improbablemente detectable. 9Absolutamente indetectable: la falla no ser detectada con certeza. 10


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2.4.4.14.- Campo 13: - ndice de riesgo

Los riesgos en un FMECA (FAILURE MODE AND EFFECT AND CRITICAL ANALYSIS) pueden

ser cuantificados a travs del concepto de RPN (RISK PRIORITY NUMBER NUMERO DE

PRIORIDAD DE RIESGO).El RPN puede ser obtenido de la multiplicacin conforme a la ecuacin:

RPN = (OCURRENCIA) (DETECCIN) (SEVERIDAD)

Registrando en campo 13 el producto de los tres ndices anteriores, y se obtendr:

INDICE DE RIESGO = GRAVEDAD x OCURRENCIA X DETECCIN

Acordarseque las fallas con mayor con mayor nd

patricio a casanova q

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